L'ATOME DE L'ANTIQUIT NOS JOURS : HISTOIRE D'UNE RALITTu disposes d'un outil de travail au niveau duquel tu peux naviguer seul. Les flches permettent de se dplacer vers la diapositive qui prcde ou celle qui suit.

Des questions sont poses sur un questionnaire papier, il faut y rpondre au fur et mesure. La feuille de rponse sera ramasse en fin de sance.

DANS L'ANTIQUITEThals est considr comme lun des Sept Sages, ce philosophe, astronome et mathmaticien grec originaire de Milet (Asie Mineure), est considr comme le fondateur de la philosophie grecque. Vers 600 av. J.-C., il dsignait leau comme le principe de toute chose, substance primordiale dont procde et dans laquelle retourne chaque chose Comme laffirmera Aristote, cette approche marqua le dbut de la pense scientifique et de la philosophie voue la recherche des lois et des lments constants de la ralit changeante. Anaximne considre l'air comme l'lment fondamental. Pour expliquer comment se constituent les solides partir de l'air, le philosophe introduit les notions de condensation et de rarfaction. Ainsi l'air, invisible en soi, se condenserait sous l'effet de basses tempratures et produirait ainsi l'eau, la terre et la matire solide en gnral; en se rarfiant sous l'effet de la chaleur, il donnerait naissance au feu.

Empdocle (vers 493-433 av. J.-C.), philosophe grec Les fragments qui subsistent de ses deux pomes philosophiques (Purifications, et De la nature), permettent de reconstituer la philosophie d'Empdocle. Dans ses oeuvres, il affirmait que toute chose se compose des quatre principaux lments (ou "racines" ): terre, air, feu et eau. Deux forces actives et opposes, lAmour et la Haine, ou lAmiti et la Discorde, sont loeuvre dans ces lments, les combinant et les sparant en une pluralit infinie de formes.

LA THEORIE DE DMOCRITE

DMOCRITE BATTU EN BRCHE PAR ARISTOTEThorie d'Aristote on trouverait quatre qualits dans la nature: la chaleur, le froid, l'humidit et la scheresse. Les quatre lments, terre, eau, air et feu, auxquels il ajoute un cinquime lment, plus volatil que le feu, l'ther, auraient chacun deux de ces qualits : Par exemple, le feu serait chaud et sec, ... Ces lments et leurs proprits se combineraient dans diffrentes proportions pour former les constituants de la Terre. Comme on peut modifier l'importance de chaque proprit dans un lment, ces derniers devraient pouvoir tre transforms l'un en l'autre. Ainsi, le plomb pourrait tre transmut en or.ARISTOTE devient le plus influent des philosophes grecs.Du fait de l'omniprsence de la religion, la thorie d'Aristote dominera la philosophie naturaliste et la pense scientifique jusqu'au 18e sicle . presque deux millnaires aprs sa mort.Aristote (384 322 av. J.-C.) croyait que la matire tait continue, qu'elle avait horreur du vide. C'est la thorie de la continuit. Dans ce modle, toute matire pouvait tre thoriquement divise indfiniment (en entits continues de plus en plus petites).La thorie prsente par Dmocrite serait donc fausse parce qu'elle impliquait que l'me humaine tait forme en partie de vide.

JOHN DALTON, UN PONT ENTRE L'ANTIQUIT ET LA CHIMIE MODERNETout comme, au niveau du systme solaire, il fallut en effet attendre Galile pour que la thorie de l'hliocentrisme supplante la thorie gocentrique qui mettait la Terre au centre de notre Univers, il faudra attendre John DALTON, au dbut du XIXme sicle pour que renaisse de ses cendres l'atome de Dmocrite. revoir p.3Il faudra attendre les annes 1780 et le dveloppement de la thorie des lments chimiques par Lavoisier pour que la thorie atomique puisse se dvelopper, l'atome devient une vritable hypothse scientifique. En 1803, le physicien britannique John Dalton (1766-1844) combine les ides de Dmocrite et de Lavoisier afin de dcrire les ractions chimiques. Il considre que la matire est faite d'atomes. Contrairement aux atomistes grecs pour qui tous les atomes taient identiques, Dalton a l'ide d'associer un atome diffrent chaque corps simple, et de les reprsenter par un symbole, chaque "atome" ayant une masse propre. Lors d'une raction chimique, ces atomes de forme sphrique, pleine, et ayant la proprit d'tre inscables, peuvent se combiner avec d'autres atomes, mais ne sont jamais dtruits. Il dcrit ainsi le premier modle historiquement connu sous le nom de "Modle de Dalton". Cependant l'existence des atomes est cette poque loin d'tre une certitude puisque qu'aucune exprience ne permet alors de la dmontrer les scientifiques de l'poque, sans preuve exprimentale, n'adhrent pas encore au modle propos par J. DALTON

FIN DU XIXme SICLE OU L'AVNEMENT DE LA CHIMIE MODERNE

J.J. THOMSON

Henry BECQUEREL

Sir Ernest RUTHERFORD

James CHADWICK

Pierre et Marie CURIE (leur nom est essentiellement li la radioactivit)

La fin du 19me sicle et le dbut du 20me signent l'explosion des dcouvertes dans le domaine de l'infiniment petit en particulier. La constitution de la matire s'claire d'un jour nouveau par entremise de chimistes illustres parmi lesquels :

L'ATOME EST SCABLE OU LA DCOUVERTE DE J.J. THOMSONDans une enceinte remplie de vide, une "cathode" chauffe met un rayonnement. Jean Perrin, en 1895, postule l'existence de particules lectriquement charges, trs lgres.

Joseph Thomson (1856-1940) montre que ce "pinceau de lumire" est dvi lorsqu'il passe entre deux plaques mtalliques charges :

il ne s'agit donc pas d'une "onde" (qui ne peut tre dvie) mais bien de particules ngatives, il les baptise "lectron"

L'ATOME EST SCABLE OU LA DCOUVERTE DE J.J. THOMSONRponds aux questions 6 11 du questionnaireEn 1904, THOMSON propose un premier modle d'atome, surnomm depuis "le pudding de Thomson". Il imagine l'atome comme une sphre remplie d'une substance lectriquement positive et fourre d'lectrons ngatifs "comme des raisins dans un cake".

HENRI BECQUEREL ET LA RADIOACTIVITEn 1895, suite la mise en vidence des rayons X par l'Allemand Rntgen , il dcide de s'attaquer au problme des radiations. Becquerel choisit de dposer des lames de sels d'uranium sur une plaque photographique et expose le tout au soleil, pensant que la lumire permet la radiation par excitation de la matire. Les premiers dveloppements de plaques lui montrent la prsence de lgres impressions. Il croit alors avoir trouv le phnomne recherch. Henri BECQUEREL, nat Paris en 1852.Le 26 fvrier 1896, le beau temps n'est pas au rendez-vous et le dispositif reste enferm dans un placard. Le 1er mars, avant de reprendre ses expriences, Becquerel vrifie l'tat de son matriel et se rend compte que les plaques sont trs fortement impressionnes. En l'absence de lumire, la seule explication possible est celui d'un rayonnement provenant de l'uranium: la radioactivit est ne, il est possible de casser les atomes. Becquerel continue travailler sur le phnomne et met notamment en vidence les rayons alpha (noyau d'hlium) et bta (lectrons).

En 1903, il partage le prix Nobel de Physique avec Pierre et Marie Curie

UN NOUVEAU PAS VERS LA STRUCTURE MODERNE : RUTHERFORD 1911 : l'exprience Des particules * mises par une source de radium radioactive (enferme dans un botier en plomb) se propagent sans dviation. Si on interpose une trs mince feuille d'or (0,6m) sur le trajet des particules :* Particules : particules trs lgres charges positivement, ce sont des ions He2+

UN NOUVEAU PAS VERS LA STRUCTURE MODERNE : RUTHERFORDSi on interpose une trs mince feuille d'or (0,6m) sur le trajet des particules La grande majorit des particules nest pas dvie seul un trs petit nombre ( 1 sur 10 000) se trouvent dviDautres encore (de 1 sur 20 000 1 sur 30 000) rebondissent, et sont renvoyes vers l'arrire.

CE QU'EN A PENS RUTHERFORDRUTHERFORD observa, que la majorit des particules alpha n'taient pas dvies et que certaines autres particules l'taient faiblement. Le modle de JJ Thomson expliquait partiellement l'observation

Un trs petit nombre de particules alpha taient trs fortement dvies et ne passaient pas la feuille d'or. Ce dernier phnomne n'tait pas prvisible, selon le modle J.J. Thompson.

Ce qui amena RUTHERFORD penser que le modle de Thompson n'tait pas bon et qu'il fallait donc en formuler un autre.

Rponds aux questions 12 17 . puis vrifie et corrige tes rponses page suivante

L'EXPLICATION DE RUTHERFORDSelon lui, le fait que la majorit des particules alpha n'taient pas dvies, tait d ce que celles-ci ne rencontraient pas de matire. Donc, l'atome tait en majorit compos de vide.

Vu qu'un faible nombre de particules taient fortement dvies, il pensa qu'elles avaient heurt un bloc massif, au centre de l'atome qu'il nomma "noyau". Comme ce type de dviation extrme tait trs rare, il supposa que le "noyau" avait des dimensions trs faibles par rapport l'atome tout entier. Cette dernire supposition s'affirma particulirement juste, car il fut prouv, depuis ce temps que le diamtre de l'atome mesure environ 1/100 000 de celui de l'atome. Il dtermina galement que les faibles dviations subies par certaines particules taient dues au fait que le noyau tait charg positivement et que les particules alpha tant elles aussi positives, taient repousses.

Voil quoi ressemblait l'atome de Rutherford : un noyau trs dense et positif, entour d'lectrons de charge ngative qui se dplacent dans un espace plus important que celui occup par le noyau.

SUITE DE LA SAGA : JAMES CHADIWCKRUTHERFORD a donc mis en vidence la structure de l'atome avec son noyau (>0) et ses lectrons (

QUE SAVONS NOUS MAINTENANTTous les atomes sont forms par :des lectrons qui sont des particules charges ngativement, extrmement lgres et totalement inscablesun noyau qui est scable, et qui contientDes protons chargs positivement et beaucoup plus lourds que les lectronsDes neutrons aussi lourds que les protons mais dpourvus de chargeLes protons comme les neutrons sont des particules divisibles en particules appeles "quark"4 types de particules inscables, dites fondamentales, permettent de reconstituer n'importe quel atome

Rponds la dernire question

FIN