Deuxième partie: La chimie, science de la transformation de la matière Troisièmes collège Lamartine Hondschoote Deuxième partie: La chimie, science de la transformation de la matière Chapitre 5 L’électron et la conduction électrique dans les métaux Mr Malfoy

Tous les métaux conduisent le courant électrique Je dois savoir Tous les métaux conduisent le courant électrique Les solides ne conduisent pas tous le courant électrique Dans un métal, le courant électrique correspond à un déplacement d’électrons Les électrons se déplacent de la borne négative à la borne positive Un isolant ne possède pas d’ électrons libres

Je peux m’aider: didalivre: l'atome par Gwenael Moreau et christophe david animation Mr fournat : conducteurs et isolants Animation : animation du C.E.A. La découverte des électrons Dossier CEA : au cœur de la matière, les atomes vidéo: le grand collisionneur de hadron (LHC)

I Introduction On a étudié en cinquième et en quatrième les propriétés du courant électrique (comment ça marche) voir doc1 On va cette année essayer de comprendre la nature du courant électrique (qu’est-ce que c’est?) voir doc2

II) Tous les solides conduisent-ils le courant électrique ? (voir TP) 1) Schéma de montage Matériel : une pile plate ou un générateur , une lampe, deux pinces crocodiles, un interrupteur, des fils de connexion, un ampèremètre, des solides à tester.

Appel le professeur avant de faire le montage Propose un schéma de montage permettant de tester la conductivité de chaque matériau et de mesurer l’intensité du courant qui circule. Dans ce schéma, le matériau à tester peut être représenté par une résistance. Les pinces crocodiles ne sont pas représentées. Appel le professeur avant de faire le montage A 6 V

2) mesures Réalise les mesures pour les différents matériaux et complète le tableau. Matériau Est-ce un métal ? Est-ce un solide ? La lampe brille-t-elle ? Intensité mesurée Fer Cuivre Zinc Aluminium sel sucre Mine de crayon (carbone)

3) conclusions Tous les solides conduisent-ils le courant ? Tous les métaux conduisent ils le courant ? Tous les métaux conduisent-ils le courant avec la même efficacité ? Non car le sucre et le sel ne permettent pas à la lampe de briller. Oui car quel que soit le métal, la lampe brille. Non car l’intensité mesurée varie d’un métal à l’autre.

Tous les solides ne conduisent pas le courant électrique. Tous les métaux conduisent le courant électrique.

III) L’histoire de l’électron. 1) Que sait on de la matière ? (rappels) On pense depuis Démocrite (environ 400 ans avant J.C.) que la matière est composée de petites particules insécables, les atomes. (du grec Atomos qui signifie insécable) Démocrite Un atome

1 atome d’oxygène 2 atomes d’hydrogène Eau (H2O) Les atomes s’assemblent entre eux pour former des molécules (souvent plus stables). Comme l’eau par exemple. 1 atome d’oxygène 2 atomes d’hydrogène Eau (H2O)

3) Les rayons cathodiques En 1878, le savant Anglais W. Crookes montre que l’on peut observer des rayonnements dans des tubes contenant des gaz raréfiés (du vide). Ces rayonnements sont le fruit de particules électrisées émises par la cathode (électrode négative) d’où le nom de rayons cathodiques. Ces tubes donneront naissance à la télévision cathodique)

4) La « Naissance » des électrons Animation : animation du C.E.A. La découverte des électrons En 1895, Le physicien français J. Perrin (prix Nobel 1926) montre que ces particules électriques sont chargées négativement. Le 30 Avril 1897 le physicien anglais J.J. Thomson (prix Nobel 1906) mesure le rapport entre la masse et la charge de cette particule. Il lui donne le nom d’électron

5) La « mort » des particules insécables L’électron est beaucoup plus petit qu’un atome. Le modèle de l’atome comme plus petite particule possible n’est plus valable. J.J. Thomson propose donc un nouveau modèle (le modèle dit du cake aux électrons).

IV) Interprétation de la conduction des métaux. 1) Les électrons libres (voir doc4) Électron libre Atomes de cuivre Certains électrons d’un métal sont peu liés à l’atome, ce sont les électrons libres, ils peuvent se déplacer d’un atome à l’autre.

2) Le courant électrique Rappel: Le sens conventionnel du courant est du pole positif au pole négatif à l’extérieur du générateur, il a été défini par convention par André Marie Ampère en 1821. voir doc5 Animation : animation du CEA regarder l’animation 7 (l’électricité) Le courant électrique dans un métal résulte d’un déplacement d’ensemble d’électrons. D’un atome à l’autre, les électrons se déplacent: de la borne négative à la borne positive. Un isolant ne possède pas d’électrons libres.

(déplacement des électrons chargés négativement) + - Sens réel du courant (déplacement des électrons chargés négativement) + - 6 V Sens conventionnel du courant (donné par André Marie Ampère)