L’évolution du modèle atomique Les auteurs: Aristote Bohr Chadwick Dalton Démocrite Empédocle Leucippe Rutherford Thomson 1) Abandon de la théorie des quatre éléments 2) Résumé de l’évolution du modèle atomique (les sept atomistes) 3) Évolution de la charge positive (proton), de la charge négative (électron) et apparition du neutron 4) Évolution d’un corps simple 5) Évolution d’un corps composé

Les atomistes Leucippe Ve siècle avant Jésus-Christ Le vide entre les atomes Leucippe Ve siècle avant Jésus-Christ La matière est constituée d’atomes Les atomes sont indivisibles 1) Démocrite Ve siècle avant Jésus-Christ Rajoute que : Les atomes se combinent les uns aux autres de différentes façons 2) Entre les atomes, c’est le vide 3) Les atomes sont constamment en mouvement 4) Discontinuité de la matière

Les non atomistes Empédocle Aristote Continuité de la matière Ve siècle avant Jésus-Christ La matière est composée d’eau, de terre, d’air et de feu Aristote Ve siècle avant Jésus-Christ rajoute que: l’eau, la terre, l’air et le feu se combinent ensemble sous l’action de quatre qualités fondamentales : - L’humide et le sec - le froid et le chaud SOFAD SCP-4010 p.2.5 Continuité de la matière La théorie des quatre éléments sera très longtemps populaire.

Donc, l’eau et l’air ne sont pas des éléments. 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 Dalton rajoute que: Corps simple Corps composé La matière est constituée d’atomes Les atomes se combinent les uns aux autres de différentes façons Entre les atomes, c’est le vide Les atomes sont constamment en mouvement Les atomes se combinent les uns aux autres de différentes façons Dalton rajoute que: Si plusieurs atomes semblables se combinent ensemble Si plusieurs atomes différents se combinent ensemble Des atomes semblables Des atomes différents Le vide entre les atomes Le vide entre les atomes Corps simple Corps composé Les atomes d’un même élément ont la même masse Les atomes d’éléments différents ont des masses différentes

Le vide entre les atomes En 1896, Thomson fait des recherche sur l’atome Son expérience: il approche un aimant d’un tube cathodique SOFAD SCP-4010 p.2.18 Le vide entre les atomes Un atome - + - - + + + - 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

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Le vide entre les atomes En 1899, Rutherford fait des recherches sur l’atome 1) 99,99% des particules ne sont pas déviées Ses observations 1) La majeure partie de l’atome est vide. Ses déductions Le vide entre les atomes Atome 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 noyau est très petit. + - - - 3) La trajectoire d’un petit nombre de particules est déviée 3) Le noyau est positif. - 5+ Noyau 4) Comme l’atome est neutre, les électrons, négatifs, très légers, forment un nuage autour noyau. - Le vide dans atomes - Son expérience: il bombarde une mince feuille d’or, dont les atomes sont lourds, avec des particules positives très petites et très rapides SOFAD SCP-4010 p.2.21 2) 1) 3)

Voici, maintenant, le modèle d’un corps simple Atome divisible Vide entre les atomes 8+ Vide dans l’atome Voici, maintenant, le modèle d’un corps simple

5+ - 5+ - Modèle de Bohr 2) Le noyau est massif, car presque toute la masse de l’atome est concentrée dans un noyau. Le noyau est très petit. 3) Le noyau est positif. 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 1) La majeure partie de l’atome est vide. Caractéristiques : Modèle de Rutherford 2) Le noyau est massif, car presque toute la masse de l’atome est concentrée dans un noyau. Le noyau est très petit. 3) Le noyau est positif. 4) Comme l’atome est neutre, les électrons, négatifs, très légers, forment un nuage autour noyau. 1) La majeure partie de l’atome est vide. Caractéristiques : Pourquoi les électrons négatifs ne s’écrasent pas sur le noyau positif ? Suite à ses expériences, Bohr conclut :

Voici, maintenant, le modèle d’un corps simple Vide entre les atomes 8 P+ Atome divisible Vide dans l’atome Voici, maintenant, le modèle d’un corps simple

- - Modèle de Bohr Modèle de Chadwick 5+ - 5 P+ X n - Modèle de Bohr 2) Le noyau est massif, car presque toute la masse de l’atome est concentrée dans un noyau. 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 1) La majeure partie de l’atome est vide. Caractéristiques : Modèle de Chadwick 2) Le noyau est massif, car presque toute la masse de l’atome est concentrée dans un noyau. Le noyau est très petit. 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 1) La majeure partie de l’atome est vide. Caractéristiques : Pourquoi le noyau n’éclate pas ? Car deux protons positifs se repoussent Suite à ses expériences, Chadwick conclut :

Voici, maintenant, le modèle d’un corps composé Vide entre les atomes Vide dans l’atome Atome divisible 8 P+ X n 1 + 0 n Voici, maintenant, le modèle d’un corps composé

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.

Thomson Rutherford Bohr Chadwick + Dalton X n Protons Pâte positive 8+ Thomson Rutherford Bohr Chadwick Protons Pâte positive 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 Neutrons Particules neutres dans le noyau

+ Regardons l’évolution d’un corps simple Vide entre les atomes Atome divisible Vide dans l’atome Atome divisible Vide entre les atomes 8+ Vide dans l’atome Vide entre les atomes Atome divisible Vide dans l’atome 8 P+ X n Atome indivisible Vide entre les atomes Un corps simple selon Dalton Atome divisible Vide entre les atomes + 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 Chadwick découvre les neutrons dans le noyau Légende: électron P+ proton n neutron

+ Regardons l’évolution d’un corps composé Vide entre les atomes Atome divisible 1+ 8+ Vide dans l’atome 8 P+ 1+ Vide entre les atomes Vide dans l’atome Atome divisible Vide entre les atomes Vide dans l’atome Atome divisible 8 P+ X n 1 + 0 n Un corps composé selon Dalton Vide entre les atomes + Atome divisible Vide entre les atomes Atome indivisible 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 Chadwick découvre les neutrons dans le noyau Légende: électron P+ proton n neutron