L’atome des philosophes• Leucippe, Démocrite d’Abdère (460-370)

Les atomes sont des solides homogènes en nombre fini et en nombre d’espèces fini. Ils sont animés spontanément de mouvement par le principe d’inertie. Leurs interactions lorsqu’ils se déplacent dans le vide forme l’univers sensible.

L’atome des précurseurs de la Physique et de la Chimie

• Descartes 1596-1650– facteurs de formes, atomes crochus– pointes des acides (Lhémery)« Je ne crois pas que l'on me conteste que l'acide n'ait des

pointes puisque toutes les expériences le montrent ; il ne faut que le goûter pour tomber dans ce sentiment car il fait des picotements sur la langue »

• Newton 1642-1727– force attractive en 1/r2

– Boscovitch force répulsive aux courtes distances

Les bases expérimentales de l’atomisme en Chimie

• Proportions définies pour les acides et les bases: Richter (1792)

• L.-J. Proust : loi des proportions définies

«Dans toute réaction chimique, aucune autre combinaison d’un élément se réalise selon des quantités données»

«à un corps pur donné correspond une seule formule brute»

• Loi d’Avogadro-AmpèreDans les mêmes conditions de température et de pression, des volumes égaux

de composés contiennent le même nombre de molécules

Lois pondérales et volumiques

• J. Dalton : loi des proportions multiples Si deux éléments peuvent se combiner pour donner plusieurs

corps composés, un nombre entier d'atomes d'un de ces éléments doit se combiner avec un nombre entier d'atomes de l'autre élément.

• Loi de Gay-Lussac Quand deux gaz se combinent entre eux, les volumes sont, entre

eux, dans des rapports simples, et sont dans des rapports simples avec le volume du composé obtenu pris à l’étât gazeux.

L ’atomisme de Dalton

• Dalton 1766-1844

Détermination des poids atomiques

• Berzelius 1779-1848

Poids atomiques ou poids proportionnel d’équivalent

• Le refus de la théorie atomiste: il faut s’en tenir aux seuls faits

« Que nous reste-t-il de l'ambitieuse excursion que nous nous sommes permis dans la région des atomes ? Rien, rien de nécessaire du moins. Ce qui nous reste, c'est la conviction que la chimie s'est égarée là, comme toujours, quand, abandonnant l'expérience elle a voulu marcher sans guide au travers des ténèbres. (...) Si j'en étais le maître j'effacerais le mot atome de la Science, persuadé qu'il va plus loin que l'expérience, et jamais en Chimie, nous ne devons aller plus loin que l'expérience »

(J.-B. Dumas)

Distinguer au niveau macroscopique le corps de la substance

• « // est évident que l'eau ne contient ni de l'oxygène gazeux, ni de l'oxygène à l'état d'ozone ; elle contient une substance capable de former et l'oxygène, et l'ozone et l'eau »

• « // apparaît donc bien derrière le phénomène chimique de premier examen un plan nouveau de l'être, véritable noumène chimique, que nous ne touchons jamais par l'expérience mais qui nous est indispensable pour comprendre l'expérience »

Définitions

• « On appelle molécule, la quantité de substance qui entre en réaction chimique avec d'autres molécules et qui occupe, à l'état de vapeur, le même volume que deux parties en poids d'hydrogène.., [tandis que] les atomes sont les plus petites quantités, ou les masses chimiques indivisibles des éléments, qui forment les molécules des corps simples et composés »

• « Un corps simple est quelque chose de matériel, doué de propriétés physiques et capable de réactions chimiques. A l'expression de corps simple correspond l'idée de molécules (...). Il faut réserver le nom d'éléments pour caractériser les particules matérielles qui forment les corps simples et composés, et qui déterminent la manière dont ils se comportent au point de vue physique et chimique. Le mot élément appelle l'idée d'atome »

(D. Mendeleev)

L’atome des physiciens• Joseph John Thomson 1856-1940

Mesure de la masse de l’électron

• Robert Andrew Millikan (1868-1953)

L’électron

• Charge : -1.6021917 10-19 C• Masse : 9.109558 10-31 kg• Fermion spin ± 1/2

Découverte du noyau

• Ernest Rutherford (1871-1937)

Dimensions

• atome : 0,0000000001 m

• molécule : 0,00000001 m (milliardième)

• noyau : 0,00000000000001 m

• proton : 0,000000000000001 m

• électron : 0,0000000000000000001 m

Structure du noyau

• Proton– Masse mp 1.67264 10-27 kg

– Charge 1.6021917 10-19 C

• Neutron– Masse mn 1.6750 10-27 kg

Nuclides isotopes

atome protons neutrons électrons abondance

234U 92 142 92 0,0056%

235U 92 143 92 0,718%

238U 92 146 92 99,276%

Nuclides isobares

atome protons neutrons électrons

210Tl 81 129 81

210Pb 82 128 82

210Bi 83 127 83

Nuclides isotones

atome protons neutrons électrons

37Cl 17 20 17

38Ar 18 20 18

40Ca 20 20 20

Radiactivité

• Rayonnement α : noyau d’hélium

• Rayonnement β : électrons β-,positrons β+

• Rayonnement γ : rayonnement électromagnétique

αYX 42

42

AZ

AZ

Stabilité des noyaux

Unité de masse atomique

• Par définition masse de l’atome neutre de l’isotope est égale à 12 u

• 1u= 1,66054 10-27 kg• Mole : Par convention, la mole est la quantité de

matière d'un système contenant autant d'espèces chimiques qu'il y a d'atomes de carbone dans 12g de carbone 12.

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