Transcript L`évolution du modèle atomique - Centre Le Moyne

L’évolution du modèle atomique
Les auteurs:
Aristote
1) Abandon de la théorie des
quatre éléments
Bohr
2) Résumé de l’évolution du
modèle atomique (les sept
atomistes)
Dalton
3) Évolution de la charge positive
(proton), de la charge négative
(électron) et apparition du
neutron
Empédocle
4) Évolution d’un corps simple
5) Évolution d’un corps composé
Chadwick
Démocrite
Leucippe
Rutherford
Thomson
Les atomistes
Leucippe
Ve siècle avant Jésus-Christ
Le vide entre
les atomes
1) La matière est constituée d’atomes
Les atomes sont indivisibles
Démocrite V
e
siècle avant Jésus-Christ
Rajoute que :
2) Les atomes se combinent les uns aux
autres de différentes façons
3) Entre les atomes, c’est le vide
4) Les atomes sont constamment en
mouvement
Discontinuité de la matière
Les non atomistes
Empédocle
Ve siècle avant
Jésus-Christ
La matière est composée
d’eau, de terre, d’air et de feu
Aristote
rajoute que:
Ve siècle avant
Jésus-Christ
l’eau, la terre, l’air et le feu se
combinent ensemble sous l’action
de quatre qualités fondamentales :
- L’humide et le sec
SOFAD SCP-4010 p.2.5
- le froid et le chaud
Continuité de la matière
La théorie des quatre éléments sera très
longtemps populaire.
Les grecs n’ont fait aucune expérience pour
justifier leur modèle de la matière.
Les alchimistes, en voulant transformer le plomb en or, ont
développé les bases de la méthode scientifique.
(Sofad SCP-4010 p. 2.7)
Les découvertes des chercheurs, réalisées grâce à la méthode
scientifique, les amènent à rejeter la théorie des quatre éléments.
Car, par exemple, Lavoisier a découvert, en appliquant une méthode
quantitative rigoureuse, qu’il obtenait de l’eau en brûlant un mélange
gazeux comportant deux volumes d’ « air inflammable » (hydrogène)
pour un volume d’ « air vital » (oxygène) (Sofad CHI-5041 p. 1.20)
De plus, par son étude de l’air, il a conclu que l’air est un mélange
gazeux.
Donc, l’eau et l’air ne sont pas des éléments.
Démocrite
1)
La matière est constituée
d’atomes
2)
Les
Les atomes
atomes se
se combinent
combinent les
les
uns
uns aux
aux autres
autres de
de différentes
différentes
façons
façons
3)
Entre les atomes, c’est le vide
4)
Les atomes sont constamment
en mouvement
Dalton rajoute que:
Si plusieurs atomes
semblables se combinent
ensemble
Des atomes
semblables
Si plusieurs atomes
différents se combinent
ensemble
Des atomes
différents
Le vide entre
les atomes
Le vide entre
les atomes
Corps simple
Les atomes d’un même
élément ont la même masse
Corps composé
Les atomes d’éléments différents
ont des masses différentes
En 1896, Thomson fait des
recherche sur l’atome
Le vide
entre
les
atomes
Son expérience: il approche un aimant d’un
tube cathodique
Un atome
-
+
+
SOFAD SCP-4010 p.2.18
+
1)
En observant la déviation
des rayons, causée par
l’aimant, il en déduit que
l’atome contient des
particules chargées
négativement qu’il nomme
électrons
2)
Comme l’atome est neutre,
il imagine que les électrons
sont disséminés dans une
pâte positive
+
-
+
-
Voici, maintenant, le modèle d’un corps composé
Vide entre les atomes
Atome divisible
+
+
+
++
+ +
+
+
+
+
+
+
++
+
+ +
+
+
+
++
+ +
+
+
+
+
+
En 1899, Rutherford fait des recherches sur l’atome
Le vide
entre
les
atomes
Atome
Ses observations
Ses déductions
1) 99,99% des particules
ne sont pas déviées
1) La majeure partie
de l’atome est vide.
2) La trajectoire d’un petit
nombre de particules est
réfléchie comme si ces
particules avaient frappé
un mur
2) Le noyau est massif,
car presque toute la
masse de l’atome est
concentrée dans un
noyau.
- +
Le vide
dans
atomes
- +
+ 5+
+Noyau
+
-
Le noyau est très petit.
3) La trajectoire d’un
petit nombre de
particules est déviée
3) Le noyau est positif.
4) Comme l’atome est
neutre, les électrons,
négatifs, très légers,
forment un nuage
autour noyau.
2)
Son expérience: il bombarde une mince feuille d’or,
dont les atomes sont lourds, avec
des particules positives très petites
et très rapides
1)
3)
SOFAD SCP-4010 p.2.21
Atome divisible
Vide entre les atomes
Voici, maintenant,
le modèle d’un
corps simple
8+
8+
8+
8+
Vide dans l’atome
-
-
-
5+
-
5+
-
-
Modèle de Bohr
Caractéristiques :
-
1) La majeure partie de
l’atome est vide.
Modèle de Rutherford
2) Le noyau est massif, car
presque toute la masse de
l’atome est concentrée
dans un noyau.
Caractéristiques :
1) La majeure partie de
l’atome est vide.
Le noyau est très petit.
2) Le noyau est massif, car
presque toute la masse de
l’atome est concentrée
dans un noyau.
3) Le noyau est positif.
Le noyau est très petit.
4)
3) Le noyau est
positif.
4)
Comme l’atome est neutre
,
les électrons,
négatifs, très
légers, forment un
nuage autour
noyau.
Pourquoi les
électrons
négatifs ne
s’écrasent pas
sur le noyau
positif ?
Suite à ses
expériences,
Bohr conclut :
Comme l’atome est neutre
,
les électrons,
négatifs, très
légers, gravitent
autour du noyau
et se distribuent
sur des niveaux
définis d’énergie,
appelés couches
électroniques
Atome divisible
Vide entre les atomes
8 P+
8 P+
Voici, maintenant,
le modèle d’un
corps simple
8 P+
8 P+
Vide dans l’atome
Modèle de Bohr
5 P+
n
X 5+
Caractéristiques :
1) La majeure partie
de l’atome est vide.
2) Le noyau est massif,
car presque toute la
masse de l’atome est
concentrée dans un
noyau.
Modèle de Chadwick
-
Caractéristiques :
-
1) La majeure partie
de l’atome est vide.
2) Le noyau est massif,
car presque toute la
masse de l’atome est
concentrée dans un
noyau.
-
Le noyau est très petit.
Le noyau est très petit.
3) Le noyau est
positif car il
contient des
protons
positifs.
4) Comme l’atome est neutre,
les électrons, négatifs, très
légers, gravitent autour du
noyau et se distribuent sur
des niveaux définis
d’énergie, appelés couches
électroniques
Pourquoi le
noyau
n’éclate pas ?
Car deux
protons
positifs se
repoussent
Suite à ses
expériences,
Chadwick
conclut :
3) Le noyau est
positif et contient
des protons
positifs et des
neutrons neutres
qui assurent la
cohésion du
noyau.
4) Comme l’atome est neutre,
les électrons, négatifs, très
légers, gravitent autour du
noyau et se distribuent sur
des niveaux définis
d’énergie, appelés couches
électroniques
Vide entre les atomes
Atome divisible
1+
1+
0n
0n
8 P+
Xn
8 P+
Voici, maintenant,
le modèle d’un
corps composé
Xn
1+
0n
1+
0n
1+
0n
8 P+
Xn
1+
0n
Vide dans l’atome
L’évolution du modèle atomique
Leucippe
Démocrite
Dalton
Thomson
Rutherford
Bohr
Chadwick
La matière est constituée d’atomes
L’atome est indivisible
L’atome est divisible
Entre les atomes, c’est le vide

Discontinuité de la matière
La majeure partie de l’atome est vide
Les atomes sont constamment en mouvement.
Les atomes se
combinent les
uns aux autres
de différentes
façons
- Corps simples sont formées d’un ou plusieurs atomes semblables
- Corps composés sont formés d’atomes différents
- Les atomes d’un même élément ont la même masse
- Les atomes d’éléments différents ont des masse différentes
Électrons
disséminés
dans une
pâte positive
Un nuage épais
d’électrons très
légers enveloppe
le noyau
Les électrons doivent se distribuer
sur des niveaux définis d’énergie
appelés couches électroniques
Pâte positive
Noyau très massif, très petit,
positif car il contient des protons positifs
Des neutrons
neutres dans le
noyau assurent
sa cohésion.
+
+
Dalton
++
+ +
+
+
8 P+
8 P+
8+
Xn
Thomson
Rutherford
Bohr
Chadwick
Protons
Pâte positive
Protons positifs
dans un noyau
très petit
Protons positifs
dans un noyau
très petit
Protons positifs
dans un noyau
très petit
Électrons
Électrons
négatifs
disséminés dans
une pâte positive
Nuage d’électrons
négatifs autour du
noyau
Électrons négatifs
sur des couches
électroniques
Électrons négatifs
sur des couches
électroniques
Neutrons
Particules neutres
dans le noyau
Regardons l’évolution d’un corps simple
Atome divisible
Atome
divisible
Atome
divisible
Atome
indivisible
Atome divisible
Vide entre les atomes
Vide
entre
lesatomes
atomes
VideVide
entre
les les
atomes
entre
Vide entre
les atomes
Un corps simple
selon Dalton
Thompson découvre que
l’atome contient des électrons
négatifs et des charges positives
+
+
X+n
+
8P
+ + 8+
+ +
+
+
X n
+ +8+
+ +
+
+
+8 P
8+
8 P+
X n
+ +
+88PP
+
+
+
+
+
Pour Rutherford l’atome est
composé d’un noyau positif, très
massif, très petit et entouré
d’électrons négatifs très légers.
Bohr rajoute les couches
électroniques
+
+
++
+
88 PP+
8 P++
+ +8+ X n +
+ + +
Chadwick découvre les
neutrons dans le noyau
Légende: électron
Vide dans l’atome
l’atome
VideVide
dansdans
l’atome
proton
P+
neutron
n
Regardons l’évolution d’un corps composé
Videentre
entreles
lesatomes
atomes
Vide
Vide entre les atomes
Vide entre les atomes
Vide entre les atomes
Atome divisible
divisible
Atome
Atome
divisible
Atome
divisible
Atome indivisible
1+
1 + 1+
1+
1+
1+
+
+
8+
Xn
+
+
++
1++ +
1+
1+
0n
0n
0n
8 P+
8 P+
+
+ 8 P+
8++
+8 P
Xn
+
++
+ + +
+ 1+
1+
+ 0n
1+
+
1+
+
8 P+
8 P+
+
X+n
1+
+
+ +
+
Un corps composé
selon Dalton
Thompson découvre que l’atome
contient des électrons négatifs et
des charges positives
Pour Rutherford l’atome est
composé d’un noyau positif, très
massif, très petit et entouré
d’électrons négatifs très légers.
Bohr rajoute les couches
électroniques
1+
8+
+
+
1+
1+
+ 0n
Chadwick découvre les
neutrons dans le noyau
0n
1+
Légende: électron
proton
Vide dans
dans l’atome
l’atome
Vide
Vide dans l’atome
neutron
P+
n