Transcript Les modèles atomique - École Samuel

 Démocrite
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La matière est discontinue
Les particules sont infiniment petites et
indivisibles
Il y a donc « du vide » dans la matière
Il introduit de la notion d’atome (« atomos »
veut dire « indivisible »)
 Aristote
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
…
…
La matière est continue
La matière est divisible à l’infini
 Les
atomes sont des sphères pleines,
uniformes et indivisibles
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
1. La matière est constituée de particules
indivisible qu’on appelle « atomes »
2. Tous les atomes d’un même élément sont
identiques
3. Les atomes d’éléments distincts sont
différents
4. Lors de réactions chimiques, les atomes
réarrangent leurs liens pour créer de nouvelles
substances
 Voici
les observations de Thomson en lien
avec les rayons cathodiques

Ces rayons…



sont déviés par un champ magnétique alors que la
lumière ne l’est pas
dévient vers la borne positive d’un champ électrique,
ce que ne fait pas la lumière
peuvent mettre en mouvement un moulinet (inséré à
l’intérieur du tube), ce que la lumière ne fait pas
 Thomson
conclut que le rayon cathodique est
constitué de « matière » et que cette
matière est chargée négativement
 Ses
recherches sur les rayons cathodiques
l’amènent à découvrir l’électron, une
particule subatomique chargée négativement
 Il propose un modèle …



L’atome est une sphère pleine de charge positive
Les électrons, particules de charge négative,
sont uniformément répartis dans cette sphère
La nature positive de la sphère est
électriquement équilibrée par la charge négative
des électrons, ce qui contribue à rendre l’atome
« électriquement neutre »

http://www.cea.fr/jeunes/mediatheque/animationsflash/physique-chimie/decouverte-de-l-electron vidéo sur
le tube à rayons cathodiques et Thomson

La principale contribution de Thomson à
l’évolution du modèle atomique fut de
démontrer l’existence de particules négatives
dans la matière, prouvant ainsi que l’atome ne
pouvait plus être considéré comme une particule
indivisible

http://www.cea.fr/jeunes/mediatheque/animationsflash/physique-chimie/decouverte-de-la-radioactivite la
radioactivité
 https://www.youtube.com/watch?v=lkHIZZZJ
-pM chambre de Wilson 2 min 38
 https://www.youtube.com/watch?v=VFVZU2
YwwJ4 chambre de Wilson 1min 01 amazing!!
 https://www.youtube.com/watch?v=MXumJF
JzR8E chambre de Wilson 3min 03
 http://www.youtube.com/watch?v=pewTySxf
TQk how to make a cloud chamber 5min 7s
À
cette époque, on savait déjà que les
substances radioactives pouvaient émettre 3
types de rayonnements
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


Les rayons « alpha » : des particules positives
(des noyaux d’hélium He2+)
Les rayons « bêta » : des particules négatives
(des électrons)
Les rayons « gamma » : une onde
électromagnétique de haute énergie (sans
charge)
 Son
but : obtenir des renseignements sur la
position des électrons dans l’atome
 Son expérience…



Il enferme une substance radioactive dans un
bloc de plomb et permet aux particules alpha de
quitter par une mince fente
Il place une mince feuille d’or (estimation :
environ 160 atomes d’épaisseur) devant ce bloc,
la bombardant ainsi de particules alpha
Il place un écran circulaire enduit d’une
substance fluorescente autour de la feuille et
enregistre les points d’impact (émission de
lumière lors d’un impact)
 Voici
ce qu’il pensait obtenir comme
observations…


La plupart des particules vont traverser
facilement, sans être stoppées
Quelques particules seront déviées en frôlant un
électron
 Surprise!
Quelques particules, pas beaucoup
(1 sur 100 000), ont carrément rebondi vers
l’arrière

Rutherford conclut que ce qui repousse la
particule alpha est une particule positive très
petite mais très massive
 La
majorité des particules traversent sans
déviation
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Rutherford pense qu’il y a beaucoup de « vide »
(grand espace sans matière) dans un atome
 1.
L’atome est essentiellement constitué de
« vide »
 2. Le noyau de l’atome, très petit en
comparaison de sa propre taille, est chargé
positivement et représente l’endroit où se
concentre la quasi-totalité de la matière
 3. Les électrons se déplacent au hasard
autour du noyau dans un espace beaucoup
plus vaste que celui qu’occupe ce dernier
 Électrons
qui circulent dans un vaste espace
autour d’un noyau positif minuscule et très
compact
 Les
électrons se déplacent sur des orbites
électroniques précises (les couches
électroniques)
 Chaque orbite électronique correspond à un
niveau d’énergie précis
 Plus on s’éloigne du noyau, plus le niveau
énergétique des orbites augmente
 Ce
modèle comprend un noyau, très petit,
autour duquel les électrons évoluent sur des
orbites imbriquées l’une dans l’autre
 Contient
un noyau avec des particules
positives (les protons) uniquement
 Des électrons qui circulent sur des couches
électroniques distinctes tout autour du noyau
 Après
1932, suite à la découverte du neutron
par James Chadwick, le modèle atomique
simplifié les inclut dans le noyau de l’atome
 Le modèle atomique simplifié tient compte
du modèle de Rutherford, de la contribution
de Bohr (les couches électroniques) et de
celle de Chadwick (l’existence du neutron)
 On représente l’atome en indiquant
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le nombre de protons et de neutrons dans le
noyau
Les couches électroniques (arcs de cercles) avec
leur nombres respectifs d’électrons
STE
 Dessiner
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
le noyau (exemple avec le carbone 14)
Indiquer le nombre de protons et la charge (ex: 6p+)
Indiquer le nombre de neutrons et la charge (ex: 8n0)
 Dessiner
les couches électroniques en
indiquant le nombre d’électrons sur chacune
 Ex : Le holmium
 C’est
la disposition des électrons sur les
couches électroniques d’un atome
 La dernière couche se nomme couche
périphérique et elle contient les « électrons
de valence »
 Une
couche doit absolument être complétée
avant d’utiliser la suivante
 Les nombres maximaux d’électrons sur les 3
premières couches sont respectivement 2, 8
et 8
 Pour le plaisir:
http://www.ostralo.net/3_animations/swf/s
tructure_electronique.swf
Symbolisé par la lettre « Z », il correspond au
nombre de protons que contient le noyau d’un
atome
 Tout atome étant électriquement neutre, ceci
implique que le nombre d’électrons situés sur
ses couches électroniques est toujours égal au
nombre de protons contenus dans son noyau
 Le numéro atomique permet d’identifier un
atome


Par exemple, le fer possède le numéro atomique 26,
ce qui veut dire que chaque atome de fer possède 26
protons dans son noyau (et donc 26 électrons sur
l’ensemble de ses couches électroniques)
 Découvert
par le physicien anglais James
Chadwick en 1932
 Les neutrons n’ont pas de charge électrique,
ils sont neutres
 On les trouve dans le noyau de l’atome
 Ils seraient en quelque sorte responsables de
la cohésion du noyau (ils rendent possible la
cohabitation des protons ensemble)
 Les protons et les neutrons
constituent les nucléons
Particule
Symbole Charge
subatomique
Masse
Position dans
l’atome
proton
p+
1+
1,672 x 10-24
dans noyau
neutron
n0
0
1,674 x 10-24
dans noyau
électron
e-
1-
9,109 x 10-28
autour du noyau
Note: L’électron est environ 1836 fois
moins massif que les 2 autres particules
 Symbolisé
par la lettre « A »
 Il est égal au nombre de nucléons contenus
dans l’atome (dans le noyau, il va sans dire)
 Il est donc égal à la somme des protons et
des neutrons
 Notation des atomes …
𝐴
A est le nombre de masse
𝑍𝑋
•Z est le numéro atomique
•X est le symbole de l’élément
14
7𝑁
Numéro atomique (Z) 7
Nombre de masse (A)14
7 protons
7 neutrons (A-Z)
7électrons
 Pour
un élément donné, il est possible
d’estimer son nombre de masse le plus
fréquent en utilisant la masse atomique,
arrondie à l’unité près, telle qu’elle apparait
dans le bas de sa case dans le TPE
 Exemple
96
 42𝑀𝑜