Structure atomique de la matière La matière est faite de quoi?

Question des philosophes grecs La matière est elle divisible indéfiniment? … à l‘infini? NON!!!!

Démocrite (460 – 340 av. J.C.) Pure réflexion! La matière ne peut pas être subdivisée indéfiniment La matière ne peut pas être formée de rien La matière doit être formée de particules fondamentales, indivisibles: les atomes (atomos = insécable) Pure réflexion!

Science expériementale La chimie moderne Observation de la nature (= expériences) Loi scientifique (= résumé d‘un grand nombre d‘observations) Hypothèse (= expliquation des observations) Théorie (= acceptation d‘une hypothèse par le monde scientifique) Modèle explique le fonctionnement de la nature Science expériementale

Modèle atomique de Dalton Ou le modèle compacte de l‘atome

Loi de la conservation de la masse (Loi de Lavoisier) Fondateur de la chimie moderne Reconnut l‘importance d‘effectuer des mesures exactes Premier à utiliser systématiquement des balances

Observations faites par Lavoisier Expérience 1 La masse d‘un morceau de laine de fer augmente lorsqu‘on la brûle.

Observations faites par Lavoisier Expérience 2 En ajoutant un acide à un morceau de marbre la masse diminue.

Observations faites par Lavoisier Expérience 3 En mélangeant une solution de nitrate de plomb (incolore) avec une solution d‘iodure de potassium (incolore), il se forme un solide jaune. La masse ne varie.

Interprétations Expérience 1 La masse augmente, car le fer fixe l‘élément oxygène de l‘air (non pesé) pour former l‘oxyde de fer (corps formé par l‘oxygène et le fer).

Interprétations Expérience 2 La masse diminue car l‘acide réagit avec le marbre pour former (entre autres) du dioxyde de carbone. Ce gaz s‘échappe du milieu réactionnel et n‘est plus pesé.

Interprétations Expérience 3 La masse reste constante, car tous les réactifs et tous les produits sont pesés.

Loi de la conservation de la masse Pour toutes les réactions chimiques on peut faire les mêmes observations: La masse totale des substances produites dans un réaction chimique est égale à la masse totale des substances réagissantes Rien ne se crée, rien ne se perd, tout se transforme.

Hypothèses de Dalton Chaque élément est constitué de particules non divisibles: les atomes. Les atomes d‘un élément ont tous la même masse. Les atomes d‘éléments différents se distinguent par leur masse, leur taille et leurs propriétés. Lors des réactions chimiques, les atomes des éléments se lient dans un rapport déterminé.

Explication des expériences à l‘aide des hypothèses de Dalton atomes d‘oxygène (non pesés) atomes de fer + atomes d‘oxygène (pesés) atomes de fer (pesés)

Explication des expériences à l‘aide des hypothèses de Dalton dioxyde de carbone (non pesé) atomes dans le marbre (pesés) atomes restants (pesés)

Modèle atomique de Dalton (1808) Hypothèses de Dalton étaient acceptées par le monde scientifique Modèle atomique de Dalton Les atomes sont des boules compactes non structurées

Limites du modèle atomique de Dalton À la fin du 19e siècle les chimistes et les physiciens ont découverts des phénomènes que le modèle de Dalton ne peut pas expliquer. Il faut développer de nouveaux modèles atomiques.

Faits expérimentaux Une tige en verre frottée avec une feuille de papier est repoussée par une seconde tige en verre frottée avec la même feuille. Une tige en verre frottée avec une feuille de papier est attirée par une tige en plastique frottée avec une peau de chat.

Faits expérimentaux Un fil d‘eau qui s‘écoule d‘une burette est attiré par une tige en ébonite frottée à une peau de chat.

Conclusion Toute matière renferme des charges électriques. Le modèle atomique de Dalton ne permet pas d‘expliquer ce fait.

Autres découvertes En 1896, Henri Becquerel découvre la radioactivité. Les sels d‘uranium émettent un rayonnement très énergétique, constitué de particules très petites, chargées positivement. Les rayons α. En 1897, J.J. Thomson découvre une particule beoucoup plus légère que le plus légér des atomes et chargée négativement, l‘électron