ÉVOLUTION DU ÉVOLUTION DU MODÈLE ATOMIQUEMODÈLE ATOMIQUE

MODÈLES ATOMIQUESMODÈLES ATOMIQUES

« « Toutes les Toutes les expériences du expériences du monde ne pourront monde ne pourront jamais prouver que jamais prouver que j’ai raison; j’ai raison; pourtant, une seule pourtant, une seule peut suffire à peut suffire à prouver que j’ai prouver que j’ai tort. »tort. »

L’évolution du modèle atomiqueL’évolution du modèle atomique

Démocrite 460-370 av. J-C, a dit …Démocrite 460-370 av. J-C, a dit …

Atomos

La matière est formée de petites particules indivisiblesappelées atomes.

Aristote 384-322 av. J-C.Aristote 384-322 av. J-C. Les grec ont dit… La matière est continue, pas de Les grec ont dit… La matière est continue, pas de

vide, pas d’atomesvide, pas d’atomes

La matière est formée de 4 éléments:

L’aireLa terreLe feuL’eau

Pendant 2200 ans la théorie de Pendant 2200 ans la théorie de Démocrite fut oubliée et celle Démocrite fut oubliée et celle

d’Aristote maintenue!d’Aristote maintenue!

Mais qu’est-ce qu’ils ont fait de Mais qu’est-ce qu’ils ont fait de leur vie?????leur vie?????

RienRien– Les alchimistes n’ont pas Les alchimistes n’ont pas

vraiment de théorievraiment de théorie– Ils expérimententIls expérimentent

MODÈLES ATOMIQUESMODÈLES ATOMIQUES

1. Modèle d’après 1. Modèle d’après Dalton Dalton (1766-1844)(1766-1844)– Dalton proposa la Dalton proposa la

théorie suivante :théorie suivante :““la matière est constituée la matière est constituée

d’atomes indivisibles et d’atomes indivisibles et indestructibles, et un indestructibles, et un atome d’un élément atome d’un élément donné a toujours la donné a toujours la même masse.”même masse.”

Dalton (1766-1844)Dalton (1766-1844) Corps simples formés d’atomes identiquesCorps simples formés d’atomes identiques Corps composés formés d’atomes Corps composés formés d’atomes

différentsdifférents Les atomes peuvent se combiner pour Les atomes peuvent se combiner pour

former des corps composésformer des corps composés L’atome revientL’atome revient

– Dalton met de l’ordre dans les éléments Dalton met de l’ordre dans les éléments connus.connus.

– Il est le premier à proposer une classification Il est le premier à proposer une classification basée sur la masse atomique.basée sur la masse atomique.

MODÈLES ATOMIQUESMODÈLES ATOMIQUES

2. Modèle d’après Thomson2. Modèle d’après Thomson

L’expérience de 1895 L’expérience de 1895 (tube (tube cathodique)cathodique)

– But : déterminer le rapport e/m de But : déterminer le rapport e/m de l’électron.l’électron.

J.J. Thomson J.J. Thomson (1856-1940)(1856-1940)

L’électricité existeL’électricité existe– Il découvre l’électronIl découvre l’électron

L’atome est donc divisibleL’atome est donc divisible Modèle du pain aux raisinsModèle du pain aux raisins

MODÈLES ATOMIQUESMODÈLES ATOMIQUES 3. Modèle d’après 3. Modèle d’après

RutherfordRutherford (1871- (1871-1937)1937)

En 1911, Ernest Rutherford En 1911, Ernest Rutherford effectua des expériences effectua des expériences qui consistaient à qui consistaient à bombarder une feuille bombarder une feuille métallique avec un métallique avec un faisceau de particules faisceau de particules alpha et à observer la alpha et à observer la direction prise par les direction prise par les particules qui avaient particules qui avaient rebondi sur les atomes rebondi sur les atomes rencontrés (Université rencontrés (Université McGill, Montréal). Il voulait McGill, Montréal). Il voulait ainsi vérifier le modèle ainsi vérifier le modèle atomique proposé par atomique proposé par Thomson (modèle plein).Thomson (modèle plein).

L’expérience de RutherfordL’expérience de Rutherford

Ernest Rutherford Ernest Rutherford (1871-1937)(1871-1937)

Plusieurs Plusieurs découvertesdécouvertes– PhotographiesPhotographies– ÉlectricitéÉlectricité– RadioactivitéRadioactivité

Modèle planétaireModèle planétaire

Le modèle de RutherfordLe modèle de Rutherford• L’atome est composé en majeure partie de vide

• La masse de l’atome est concentrée dans le noyau

• Les particules de charge positive sont appelées protons et composent le noyau

• Les électrons de masse négligeable et orbitent autour du noyau un peu comme des planètes autour du soleil

• Leur charge électrique est égale à celle des protons, mais de signe contraire (négatif), ce qui fait que l’atome est globalement neutre

1414

Niels Bohr Niels Bohr (1885-1962)(1885-1962)

Modèle de BohrModèle de Bohr Niveaux d’énergieNiveaux d’énergie

– Les électrons sont sur des Les électrons sont sur des couches définiescouches définies

Niveau 1 (s)

Niveau 2 (p)

Niveau 3 (d)

Le modèle de BohrLe modèle de Bohr

Se base sur l’idée de RutherfordSe base sur l’idée de Rutherford Mais met l’accent sur les électronsMais met l’accent sur les électrons

– Les électrons ont des niveaux Les électrons ont des niveaux d’énergie précis (n = 1, 2, 3 et 4)d’énergie précis (n = 1, 2, 3 et 4)

– Ils se déplacent à une vitesse Ils se déplacent à une vitesse constante autour du noyau comme constante autour du noyau comme les planètes autour du soleil.les planètes autour du soleil.

– Ils ne changent pas de niveau sans Ils ne changent pas de niveau sans avoir la quantité d’énergie nécessaire. avoir la quantité d’énergie nécessaire.

James Chadwick James Chadwick (1891-1974)(1891-1974)

Neutrons dans le noyauNeutrons dans le noyau– Ciment nucléaireCiment nucléaire

Modèle actuel simplifiéModèle actuel simplifié– Noyau Noyau

Protons et neutronsProtons et neutrons

– Couches électroniquesCouches électroniques

Le modèle de Bohr-Le modèle de Bohr-RutherfordRutherford

Le modèle de Bohr-Le modèle de Bohr-RutherfordRutherford

Le modèle Bohr-RutherfordLe modèle Bohr-Rutherford

Il y a quelques règles a suivi quand Il y a quelques règles a suivi quand vous dessinez les modèles Bohr-vous dessinez les modèles Bohr-Rutherford:Rutherford:

1.1. Indiquer le nombre de protons et de Indiquer le nombre de protons et de neutrons dans le noyau de l’atome (au neutrons dans le noyau de l’atome (au lieu de les dessiner)lieu de les dessiner)

2.2. Placer les électrons sur les niveaux Placer les électrons sur les niveaux d’énergie (orbites).d’énergie (orbites).

Le modèle Bohr-RutherfordLe modèle Bohr-Rutherford

Les orbites ont leur propres règles:Les orbites ont leur propres règles:1.1. La 1La 1ièreière orbite peut seulement contenir orbite peut seulement contenir 22

électrons.électrons.

2.2. La 2La 2ee orbite peut seulement contenir orbite peut seulement contenir jusqu’à jusqu’à 88 électrons. électrons.

3.3. La 3La 3ee orbite peut seulement contenir jusqu’à orbite peut seulement contenir jusqu’à 88 électrons. électrons.

Le modèle Bohr-RutherfordLe modèle Bohr-Rutherford

Le modèle Bohr-RutherfordLe modèle Bohr-Rutherford

Diagramme simplifié de Bohr-Rutherford d’un atome de Chlore

Aujourd’hui le modèle se perfectionneAujourd’hui le modèle se perfectionne Les outils modernesLes outils modernes

Tunnel LHC

Chambresà bulles Sources d’ions

Accélérateur Linac

Collisionneur N.Y.

Aujourd’hui le modèle se Aujourd’hui le modèle se perfectionneperfectionne

Particules sub-atomiquesParticules sub-atomiques

Le modèle ¨Quantique¨

Mais ça, c’est une toute autre histoire!!!

En résuméEn résumé

L’atome est formé d’un noyau très petitL’atome est formé d’un noyau très petit Ce noyau est constitué de protons(+) et de Ce noyau est constitué de protons(+) et de

neutronsneutrons Des électrons(-) tournent autour du noyau Des électrons(-) tournent autour du noyau

sur des couches bien définiessur des couches bien définies La masse de l’atome est concentrée dans La masse de l’atome est concentrée dans

le noyau (protons et neutrons)le noyau (protons et neutrons)

Les électrons sont distribués sur les couches selon des règles précises