Lycée Emmanuel Héré - LAXOU ATS Génie Civil Larchitecture de la matière Chapitre 1: LATOME.

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1 Lycée Emmanuel Héré - LAXOU ATS Génie Civil Larchitecture de la matière Chapitre 1: LATOME

2 Lycée Emmanuel Héré - LAXOU ATS Génie Civil 1 – Les constituants de latome L'atome est un édifice électriquement neutre de très petites dimensions. Ordre de grandeur: masse de l'atome: m 10 -26 kg. rayon de l'atome: r a 100 pm Latome est constitué dun noyau et délectron(s) gravitant autour du noyau

3 Lycée Emmanuel Héré - LAXOU ATS Génie Civil 1.1 – Les électrons a – Mise en évidence: fin du XIX ème siècle Expériences de Crookes et Perrin - + A C Tube en verre Gaz sous faible pression U I e-e- Source de tension Courant électrique = déplacement délectrons v Molécules de gaz subissant le choc avec lélectron e-e- e-e- Energie du choc => émission de lumière

4 Lycée Emmanuel Héré - LAXOU ATS Génie Civil 1.1 – Les électrons b – Caractéristiques de lélectron Mesure du rapport e/m – Expérience de Thomson x y + + + + - - - - -- -- -- - - -- ---- -- ysys L d U x y + + + + + + + + ++ + - - - -- -- -- - - --- ----- - y s =0 L U d B: champ magnétique e-e- e-e- e-e- e-e- U => Champ électrique E=U/d entre les armatures du condensateur => Force électrique F E qui dévie les électrons => déviation de y s sur une longueur L FEFE FBFB FEFE FBFB FEFE Champ magnétique B => Force magnétique F B qui compense la force électrique F E soit F E = F B => De cette égalité, on en déduit e/m=1,7588 10 11 C/kg

5 Lycée Emmanuel Héré - LAXOU ATS Génie Civil 1.1 – Les électrons b – Caractéristiques de lélectron Mesure de e – Expérience de Millikan 1909 e = |q| =1,602 10 -19 C/kg Il sagit détudier le mouvement de gouttelettes dhuile entre les armatures dun condensateur plan horizontal expérience vu en TP au 2 nd semètre Charge électrique des gouttelettes dhuile = multiple dune constante e. (notion de quantification) Charge dune gouttelette Q= - Z.e avec Z entier Charge électrique de lÉlectron q= – e : charge élémentaire e De e/m et e, on en déduit: m = 0,9110 10 -30 kg

6 Lycée Emmanuel Héré - LAXOU ATS Génie Civil 1.2 – Le noyau A – Mise en évidence et dimensions Source radioactive émettant les particules α Fine feuille dor (1μm) Vide Scintillations crées par les particules α non déviées Scintillation crée par une particule α ayant subit une déviation Faisceau de particules α Vue de face de l é cran Seules quelques particules sont déviées : celles qui sont passées suffisamment près dun noyau. ZOOM

7 Lycée Emmanuel Héré - LAXOU ATS Génie Civil 1.2 – Le noyau a – Mise en évidence et dimensions Cette expérience montre : La structure lacunaire de la matière Principalement constituée de vide Elle permet datteindre les dimensions du noyau R noyau =10 -5 r atome 10 -6 nm

8 Lycée Emmanuel Héré - LAXOU ATS Génie Civil 1.2 – Le noyau b – Les constituants du noyau: les nucléons Il existe 2 types de nucléons: Le proton: masse m=1,6726 10 -27 kg charge q=1,6 10 -19 C Le neutron: masse m=1,6749 10 -27 kg charge q=0 C

9 Lycée Emmanuel Héré - LAXOU ATS Génie Civil 1.2 – Le noyau c – Structure du noyau (les nucléons) Le noyau contient A nucléons A: nombre de masse A = Z + N Dont Z protons Z: nombre de charge ou numéro atomique Dont N neutrons => L atome est é lectriquement neutre, il comporte autant d é lectrons que de protons, soit Z é lectrons Notation: X symbole de l é l é ment chimique Le noyau est not é : X A Z

10 Lycée Emmanuel Héré - LAXOU ATS Génie Civil 1.2 – Le noyau c – Structure du noyau (les nucléons) Deux noyaux ayant même nombre de protons sont appelés isotopes Doù - même valeur de Z avec des A différents - même symbole ex: 1 2 H 1 3 H - propriétés chimiques quasi-identiques puisque leur nombre délectrons est le même

11 Lycée Emmanuel Héré - LAXOU ATS Génie Civil 2 – Unité adaptée à la description de la matière à léchelle macroscopique

12 Lycée Emmanuel Héré - LAXOU ATS Génie Civil 2.1 – Unité de quantité de matière: la mole C est la quantit é de mati è re d un syst è me contenant autant d entit é s é l é mentaires qu il y a d atomes dans 0,012kg de l isotope du carbone 12 6 C Ces entit é s é l é mentaires peuvent être des ions, mol é cules, atomes, é lectrons … Une mole repr é sente 6,022045 10 23 entit é s Nombre d Avogadro N A = 6,022045 10 23 entit é s/mole -> N A = 6,022045 10 23 mol -1

13 Lycée Emmanuel Héré - LAXOU ATS Génie Civil 2.2 - Masse atomique molaire dun élément C est la masse d une mole de cet é l é ment pris dans les conditions naturelles On a alors un m é lange d isotopes dans des proportions qui restent constantes Exemple 1: Masse molaire du carbone C: M C =12 g/mol (d é finition mole) 6,022045 10 23 atomes de carbone soit une mole ont une masse totale de 12g Exemple 2: Masse molaire de l hydrog è ne H: M H =1 g/mol 6,022045 10 23 atomes d hydrog è ne soit une mole ont une masse totale de 1g

14 Lycée Emmanuel Héré - LAXOU ATS Génie Civil …..Fin Mise en Application TD 1 …..A vous de jouer …