Ce résumé contient des sujets manquants: Représentations, exercices, formules, charges +/-
General
- Démocrite parle de l’atome comme une “boule indivisible”. Mais c’est la définition de Empédocle et Aristote comme quoi la masse est faite des 4 éléments (eau, terre, feu, air) qui sera retenue jusqu’au 18e siècle.
- Lavoisier (1774) découvre que l’air est fait de dioxygène et d’azote.
- Cavendish (1781) découvre que mélanger du dioxygène et du dihydrogène crée de l’eau. La théorie des 4 éléments est donc fausse puisque l’eau et l’air sont composé d’éléments eux-mêmes.
- Dalton reprend la définition de l’atome et le décrit comme une boule dure indivisible avec une masse variée selon sa nature.
- Expérience de Thomson: L’expérience de Thomson utilise un tube sous vide où un faisceau de “rayons cathodiques” est émis de la cathode vers l’anode. En faisant passer ce faisceau à travers des champs électriques et magnétiques, Thomson observe qu’il est dévié, prouvant qu’il s’agit de particules chargées négativement (les électrons). Les mêmes déviations sont observées quel que soit le métal utilisé pour la cathode, démontrant que ces particules sont présentes dans toute la matière. Cette découverte prouve que l’atome n’est pas indivisible et contient des particules plus petites, ouvrant la voie à la physique atomique moderne.
- Thomson (1904) propose un nouveau modèle, surnommé “pudding”. L’atome est une sphère remplie d’une substance positive dans laquelle les électrons sont répartis.
- Rutherford découvre les 3 composants du rayon radioactifs (⍺, β et 𝛄) en faisant passé les rayons radioactifs d’un morceau de radium placé dans une boite en plomb, à travers un champ électrique.
| Nom original | Nom moderne | Masse (u) | Charge (e) |
|---|---|---|---|
| Rayons ⍺ | Particule ⍺ | 4.00 | +2 |
| Rayons β | Particule β | 5,49 x 10⁻⁴ | -1 |
| Rayons 𝛄 | Rayons 𝛄 | 0 | 0 |
- Expérience de la feuille d’or: Rutherford eut l’idée de bombarder une feuille d’or (une des matière avec le moins d’atomes de largeur) au centre d’un écran fluorescent circulaire, de particules ⍺. Le résultat fut que certaines particules furent déviées, d’autres traversèrent tout droit, et d’autre furent renvoyées. Cela à mené Rutherford à tirer la conclusion qu’un atome était composé de vide, avec la plus grande partie de sa masse en forme de noyau positif en son centre.
- Rutherford propose un nouveau modèle:
- Le noyau de l’atome est dense et chargé positivement
- Les électrons tournent autour du noyau, séparé de celui-ci par un grand vide
- Des gaz soumis à une décharge électrique émettent une lumière colorée.
- Bohr (1913), un chimiste danois, a montré que la lumière émise par l’atome d’hydrogène a pour origine les mouvements de l’électron de cet atome. De ce fait, il introduit qu’il existe plusieurs “orbites” ou “échelons” à des énergies bien définies, sur lesquelles l’électron peut tourner.
- Le niveau le plus proche du noyau est appelé “Le niveau fondamental”. Les niveaux supérieurs sont dits excités.
- Lorsqu’on soumet une décharge à l’atome, l’électron monte d’un niveau. Mais comme il n’est pas stable, il va redescendre et émettre un photon, dont l’énergie correspond à la différence qu’il y a entre les deux échelons.
- Il est possible d’induire ses changements d’échelons par exemple en chauffant un sel contenant des ions métalliques. La flamme deviendra alors colorée. - La couche fondamentale (n=1) est la couche K. Elle peut comporter au maximum 2 électrons. Là ou il est possible de mettre 8 électrons dans les couches suivantes.
- Un atome avec 14 électrons sera écrit ” ”, et représenté comme ceci:
| Numéro quantique (n) | Niveau | Nombre maximal d’électrons |
|---|---|---|
| n=1 | K | 2 |
| n=2 | L | 8 |
| n=3 | M | 8 |
| n=4 | N | 8 |
- Les protons et neutrons sont constitués de Quarks (up & down) Proton: 2 up, 1 down Electron: 1 up, 2 down
- Un atome est défini par son nombre de proton (le numéro atomique, Z) - On appelle “A” la somme des protons et neutrons dans un atome. - Avec la notation de Berzelius, on représente un atome comme ceci:
- Et dans le t.p.e:
Résumé modèle quantique
Le modèle quantique abandonne l’idée d’orbites définies pour décrire les électrons comme existant dans des zones de probabilité appelées orbitales. Ces orbitales, de différentes formes, représentent les régions où il y a 90% de chances de trouver un électron. Ce modèle reflète la nature double onde-particule de la matière et l’impossibilité fondamentale de connaître à la fois la position et la vitesse exacte d’un électron.
Chronologie
- 400 ans avant J.C: Notion d’atome (petit et indivisible) par Démocrite et notion des 4 éléments par Aristote et Empédocle.
- 1803: Dalton reprend la notion de Démocrite.
- 1094: Création du modèle de Thomson.
- 1911: Expérience de la feuille d’or et nouveau modèle où les électrons tournent autour du noyau solide.
- 1913: Modèle de Bohr avec couches électroniques.
- 20e siècle: Schrödinger, Heisenberg, et autres créent le modèle atomique.
- 1919: Rutherford prouve l’existence des protons.
- 1932: Chadwick découvre les neutrons.