Les modèles de l’atome

Qui a eu l’idée de l’existence de l’atome?

1) Les grecs (V° siècle avant J.-C.)

Démocrite pensait que la matière était composée de minuscules et invisibles particules : Les atomes

atomos signifie : «qu’on ne peut diviser » ou « insécable ».

Sa théorie n’était basée que sur des hypothèses.

Rien n’avait été prouvé expérimentalement.

ARISTOTE (V° siècle avant J.-C.)

2) Les grecs (V° siècle avant J.-C.)

Aristote affirme que la matière est constituée

de 4 éléments : Le feuL’air

La terreL’eau

L’idée d’atome passe au second plan...pendant presque 20 siècles Aristote

!

Qui a eu l’idée de l’atome ?

3) Dalton (1766 - 1844).– Dalton (scientifique anglais)

émet les hypothèses suivantes:» la matière est constituée

d ’atomes identiques.

Rien n’est encore prouvé par l’expérience.

» Les éléments chimiques se différencient par des atomes de masse différentes.

Le temps des expériences

4- Les travaux de Thomson

En 1902 Thomson montre la présence de particules chargées négativement dans l ’atome qu’il appelle électrons.

Il imagine alors en 1904 le modèle de l’atome suivant :

Les électrons baignent dans un matériau chargé positivement comme "des raisins dans un cake"

Le temps des expériences

5- Les travaux de Rutherford

En 1911 Rutherford démontre que l ’atome contient :

– un noyau au centre.

– des électrons qui gravitent autour

du noyau.– du vide entre les

électrons et le noyau.

Il imagine alors un nouveau modèle de l’atome appelé aussi modèle planétaire :le noyau chargé positivement représente le Soleil et les électrons décrivent des orbites autour du noyau comme les planètes autour du Soleil.

Modèle de l’atome pour la classe de seconde.

Le modèle de Rutherford (1911)Le modèle de Thomson (1904)

D’autres modèles de l ’atome plus récent

(hors programme)

Le modèle quantique 1925Le noyau composé de particules chargées positivement (les protons) et de particules électriquement neutres (les neutrons découverts en 1932) "baigne" dans un nuage d‘électrons..

Le modèle de Bohr 1913Semblable au modèle de Rutherford, le modèle de Bohr est complété par le fait que les électrons ne peuvent décrire que des orbites bien déterminées.

Modèle de l’atome à RETENIR

– un noyau central (10-15 m soit 100 000 fois plus petit

que l’atome)– des électrons répartis en

couches autour du noyau(10-10 m)

– du vide. (la structure de la matière est essentiellement

lacunaire)

Le noyau

1) Constitution:Le noyau est constitué de particules

appeléesdes nucléons :

• des protons particules qui sont électriquement chargées Positivement

• des neutrons particules électriquement neutres.

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Le noyau

2) Symbole du noyau :– Le nombre de charge ou

numéro atomique Z d ’un atome est le nombre de protons qu’il contient.

– Le nombre de nucléons d ’un noyau est représenté par la lettre A.

• Le nombre de neutrons N dans un noyau vaut donc

N = A - Z

Le noyau d ’un atome de symbole chimique X est représenté par :

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A

XZ

Le nuage électronique autour du noyau.

Qu’est ce qu’un électron?• L ’électron est une particule chargée

d ’électricité négative. Sa masse est extrêmement petite:

me- = 9,1.10-31 kg

• Sa charge électrique est la plus petite charge possible qu’une particule peut posséder. On parle de la charge élémentaire notée e e = 1,6.10-19 C (C pour coulomb: unité de la charge électrique).

Qu’est ce que l’élément cuivre ?

Les différentes expériences ont montré qu’il était possible de passer du métal cuivre Cu

aux ions cuivre (II) Cu2+et inversement. Au cours de différentes réaction chimique,

l’élément cuivre se conserve.

On donne le nom d’élément chimique à l ’ensemble des entités chimiques (atomes,

ions) ayant le même numéro atomique Z

II. L’élément chimique

1- Définition de l’élément chimiqueOn donne le nom d’élément chimique à l ’ensemble des entités

chimiques (atomes, isotopes, ions) ayant le même numéro atomique Z

Un élément chimique est caractérisé par son numéro atomique Z

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II. L’élément chimique

2- Les isotopes• Dans un échantillon de cuivre, tous les atomes de cuivre ne sont

pas identiques. Ils ont tous le même nombre de protons, mais certains atomes ont 63 nucléons et d ’autres 65. Ces atomes sont dit isotopes.

On appelle isotope des atomes qui ont le même numéro atomique Z, mais des nombres de nucléons A différents.

3- Notation

63 Cu29

65 Cu29Même Z

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III- Le cortège électronique

3 - Répartition en couches ou principe de Pauli.• Les électrons se répartissent autour du noyau sur plusieurs

couches. • Du centre vers l'extérieur:

• La couche K: 2 électrons au maximum.

– La couche L: 8 électrons au maximum.

– La couche M: 18 électrons au maximum.

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exemple: (à lire)

• Répartissons ensemble les électrons d ’un noyau de magnésium 12Mg

Mg : 12 électrons

Plaçons d'abord 2 électronssur la couche K celle qui est la plus près du noyau.

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exemple:

• Répartissons ensemble les électrons d ’un noyau de magnésium 12Mg

Mg : (K)2

Reste 10 électrons à placer.

Remplissons la coucheL de 8 électrons.

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exemple:

• Répartissons ensemble les électrons d ’un noyau de magnésium 12Mg

Mg : (K)2 (L)8

Reste 2 électrons à placer.

La couche M peut contenir18 électrons mais il n'en reste que 2 à placer.

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Structure électronique d ’un atome de magnésium (à recopier)

• Selon le principe de Pauli :

24 Mg : (K)2 (L)8 (M)2

La couche interne est toujours la couche KLa couche externe est la dernière couche remplie

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