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Par Sylvain Houle Sciences Physiques - Secondaire 4- Le nucléaire Cliquez ici pour débuter Infos sur le diaporama.

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2 Par Sylvain Houle Sciences Physiques - Secondaire 4- Le nucléaire Cliquez ici pour débuter Infos sur le diaporama

3 Introduction De l Antiquité jusquau Moyen Âge De la Renaissance jusquau 19e siècle Du 19e siècle jusquà nos jours Le modèle atomique actuel Caractéristiques des particules de l atome En conclusion Page présentation FIN 2

4 MENU FIN 3 Comment sont constitués lair, le feu, l eau, la terre et tout ce qui nous entoure ? Quels sont les secrets de la matière ? On sait aujourdhui que la matière est constituée de molécules, elles-mêmes formées datomes. Mais ceci na pas toujours été le cas ! Cette présentation te montre lévolution du modèle de latome de lAntiquité à nos jours. Maintenant, à toi de jouer, en naviguant parmi les différentes diapositives ! Utilise ces touches pour naviguer

5 MENU FIN 4 Tout commence au 5e siècle avant Jésus-Christ, en Grèce, qui est en plein épanouissement. Le philosophe Leucippe invente le mot « atome » qui signifie « indivisible ». Selon lui, la matière est constituée de particules infiniment petites, quon ne peut pas diviser. Leucippe av. J.-C. ATOMOS = INSÉCABLE

6 MENU FIN 5 Quelques années plus tard, Démocrite, disciple de Leucippe, approfondit l idée de ce dernier pour en faire une véritable théorie. Il soutient que : les atomes se combinent les uns aux autres de différentes façons; les atomes sont constamment en mouvement; entre les atomes cest le vide; Il introduit ainsi l idée de discontinuité de la matière. DÉmocrite av. J.-C. Le modèle de Démocrite:particules pleines, insécables et éternelles avec du « vide » entre.

7 MENU FIN 6 D autres ne sont pas d accord. Aristote, grand philosophe grec, propose la théorie des quatre éléments. Pour lui, la matière et tous les êtres vivants sont composés deau, de terre, dair et de feu. Plutôt incroyable comme croyance n est-ce pas ! FEU TERREAIR EAU ARISTOTE av. J.-C.

8 MENU FIN 7 Selon Aristote, la matière est continue, cest-à-dire quelle occupe tout lespace, sans vide. Il ajoute que leau, lair, la terre et le feu se combinent sous laction des quatre qualités fondamentales que sont l humide et le sec, le froid et le chaud pour former les autres substances. Cette théorie sera populaire très longtemps mais finira par être détrônée par « l atomisme ».

9 MENU FIN 8 Au cours des 1000 ans qui vont suivre, la science progresse lentement. Les alchimistes ajoutent un peu de magie et de religion à la science en essayant de transformer le plomb en or avec la pierre philosophale, en essayant aussi de trouver un remède qui guérit toutes les maladies, le tout sans succès. Leurs méthodes seront cependant à la base de la méthode expérimentale. L alchimiste travaille avec le soufre, le plomb, le fer, lor, largent et le mercure. Il cherche aussi lélixir de longue vie.

10 MENU FIN 9 Le 15e siècle amène un intérêt croissant pour ce qui nous entoure. On sintéresse davantage à la géographie, lastronomie, la médecine et la chimie. La recherche scientifique avance à pas de géant. Les contributions de Boyle, de Lavoisier et de Proust révolutionnent les sciences physiques et imposent de façon définitive la méthode expérimentale. Robert Boyle ( ) Louis-joseph proust ( ) Antoine Lavoisier ( )

11 MENU FIN 10 John Dalton ( ) Au début du 19e siècle, cest dans un bouillonnement didées que le savant anglais John Dalton approfondit les idées de Démocrite sur latome. Il décrit les atomes comme de petites billes de tailles et de forme différentes. Il fait, entre autres, la distinction entre corps simple et corps composé. Au début du 19e siècle, cest dans un bouillonnement didées que le savant anglais John Dalton approfondit les idées de Démocrite sur latome. Il décrit les atomes comme de petites billes de tailles et de forme différentes. Il fait, entre autres, la distinction entre corps simple et corps composé. Corps simple : formé dun ou plusieurs atomes semblables Corps composé : formé datomes ou déléments différents Corps simple : formé dun ou plusieurs atomes semblables Corps composé : formé datomes ou déléments différents

12 MENU FIN 11 Il soutient ensuite que les atomes d un même élément sont identiques et ont la même masse. Il met aussi de l ordre en recensant tous les éléments connus et les classe selon leur masse. Somme toute, il donne une identité propre à l atome… et formule le premier vrai modèle moderne, appelé « boule de billard de Dalton». Clique sur l image pour agrandir

13 MENU FIN 12 En 1896, sir Joseph Thomson, physicien anglais, approche un aimant dun tube cathodique et remarque que la trajectoire du courant sincurve. Il en déduit que l atome contient des particules électriques, de charge négative, quil nomme « électrons ». Joseph Thomson ( ) L expérience de Thomson Thomson découvre l électron

14 MENU FIN Bien sûr, comme les atomes sont neutres, Thomson déduit aussi quils doivent contenir une charge positive pour annuler celle de l électron. Il ne nomme cependant pas cette charge. Bien sûr, comme les atomes sont neutres, Thomson déduit aussi quils doivent contenir une charge positive pour annuler celle de l électron. Il ne nomme cependant pas cette charge. En math, tu sais quun moins annule un plus ( = 0)! Dans latome, un électron est négatif et l atome est neutre, c est-à-dire sans charge. Il faut donc quil y ait une charge positive pour contrer la charge de l électron !

15 MENU FIN 14 En 1904,Thomson propose un modèle datome, surnommé depuis "le pudding de Thompson". Il imagine latome comme une sphère remplie d'une substance électriquement positive et fourrée d'électrons négatifs "comme des raisins dans un cake"

16 MENU FIN 15 Ernest rutherford ( ) En 1899, Ernest Rutherford bombarde une mince feuille dor, dont les atomes sont lourds, avec des particules positives très petites et très rapides. Il observe que presque toutes les particules passent au travers de la feuille sans être déviées. Cela lui permet d arriver à des conclusions décisives. En 1899, Ernest Rutherford bombarde une mince feuille dor, dont les atomes sont lourds, avec des particules positives très petites et très rapides. Il observe que presque toutes les particules passent au travers de la feuille sans être déviées. Cela lui permet d arriver à des conclusions décisives.

17 MENU FIN 16 Ses conclusions sont les suivantes

18 MENU FIN 17 La majeure partie de l atome est vide et presque toute sa masse est concentrée dans un noyau petit, de charge positive. Le noyau positif s appelle «PROTONS ». Le noyau positif s appelle «PROTONS ». Un épais nuage délectrons très léger gravite à grande vitesse autour du noyau à une grande distance de celui- ci. Comme l atome est neutre, les protons sont en nombre égal aux électrons. + Rutherford découvre le proton

19 MENU FIN 18 Rutherford présente ainsi le modèle « planétaire » de l atome. En effet, l analogie avec le système solaire où les planètes gravitent autour du soleil est évidente. L existence du noyau et du proton est maintenant démontré

20 MENU FIN 19 À ce moment, il reste cependant encore quelques mystères sur latome. Entre autres: Comment les électrons se déplacent-ils autour du noyau ? Quelle est leur distribution ?

21 MENU FIN 20 Niels Bohr ( ) Le physicien Danois Niels Bohr amène une réponse à ces questions. Il introduit dans la conception du modèle atomique de Rutherford la notion de NIVEAUX DÉNERGIE. Les électrons en rotation autour du noyau doivent se distribuer sur des orbites définis appelés COUCHES ÉLECTRONIQUES. Le physicien Danois Niels Bohr amène une réponse à ces questions. Il introduit dans la conception du modèle atomique de Rutherford la notion de NIVEAUX DÉNERGIE. Les électrons en rotation autour du noyau doivent se distribuer sur des orbites définis appelés COUCHES ÉLECTRONIQUES.

22 MENU FIN 21 Reste un problème à résoudre: comment les protons surmontent-ils la force de répulsion électrique qui devrait normalement les éloigner les uns des autres puisquils sont de même charge ? En effet, selon la loi des charges, deux charges de même nature se repoussent. Alors, pourquoi le noyau « n éclate- t-il » pas ?

23 MENU FIN 22 James Chadwick améliore le modèle de Bohr en 1932 en apportant une solution au problème mentionné. Il déduit que comme le noyau néclate pas, il doit sy trouver une autre force capable de contrer la force électrique. Si le noyau peut garder sa cohésion, cest en partie grâce à la présence des NEUTRONS, particules neutres, présentes dans le noyau. James Chadwick ( ) ++ n

24 MENU FIN 23 Ce dernier modèle, appelé « modèle Rutherford- Bohr » est encore en vigueur aujourdhui. On l appelle aussi « modèle atomique actuel simplifié ». Tu retrouves dans ce qui suit, un résumé de ses principales caractéristiques. Ce dernier modèle, appelé « modèle Rutherford- Bohr » est encore en vigueur aujourdhui. On l appelle aussi « modèle atomique actuel simplifié ». Tu retrouves dans ce qui suit, un résumé de ses principales caractéristiques

25 MENU FIN 24 Le modèle actuel présente l atome comme une unité divisible comportant des particules positives (protons) et des particules neutres (neutrons), concentrées dans un noyau minuscule et dense, et des particules négatives (électrons) évoluant sur des couches électroniques.

26 MENU FIN 25 Entre les électrons et le noyau, cest le vide.Entre les électrons et le noyau, cest le vide. La masse des protons est 1840 fois plus grande que celle des électrons et presque égale à celle des neutrons.La masse des protons est 1840 fois plus grande que celle des électrons et presque égale à celle des neutrons. Le diamètre de l atome est fois plus grand que celui du noyau, même si le noyau renferme 99,97 % de la masse de latome.Le diamètre de l atome est fois plus grand que celui du noyau, même si le noyau renferme 99,97 % de la masse de latome.

27 MENU FIN 26 Latome comme un tout est neutre.Latome comme un tout est neutre. Il y a autant de protons que délectrons dans l atome.Il y a autant de protons que délectrons dans l atome. Lélectron et le proton possèdent une charge électrique égale.Lélectron et le proton possèdent une charge électrique égale.

28 MENU FIN 27 CLIQUE ICI CLIQUE ICI

29 Comme tu as vu, latome est bien organisé. En apparence, rien ne peut laffecter. Mais tu verras plus tard que latome nest pas immuable. En effet, son noyau peut perdre quelques particules provocant justement, la radioactivité. Cest là que se cache tout le potentiel de lénergie atomique. Mais ça, cest une autre histoire ! À bientôt ! MENU FIN 28

30 Auteur: Sylvain Houle Date de création: juin 2003 Ce diaporama a été réalisé dans le cadre du cours « Utilisation pédagogique des technologies médiatiques » Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue Val-dOr Page présentation

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32 Pour les 20 éléments les plus légers, les électrons sont distribués sur des couches électroniques selon les règles suivantes: – –nombre maximum délectrons 1e couche: 2 électrons 2e couche: 8 électrons 3e couche: 8 électrons – –les électrons remplissent toujours une couche électronique avant de passer à la couche suivante. Précédent


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