L'Évolution du Modèle Atomique : Des Origines à Nos Jours

Évolution du Siècle Atomique (Ve Siècle BC) : Leucippe et son élève Démocrite soutenaient l'idée que la matière était constituée de minuscules particules appelées atomes (insécables). Ces idées ont été opposées par l'un des plus grands penseurs de cette époque, Aristote. Ce n'est que deux millénaires plus tard que l'idée de l'atome comme composante fondamentale de la matière a été reprise.

La Théorie Atomique de Dalton

John Dalton a proposé la théorie atomique, sauvant et donnant de la valeur au terme scientifique "atome". Selon Dalton, l'atome avait une masse sphérique. Les principes de base de cette théorie sont :

1. La matière est constituée de particules indivisibles et indestructibles : les atomes.
2. Tous les atomes d'un élément sont identiques.
3. Les atomes d'éléments différents ont des masses différentes et des propriétés différentes.
4. Les atomes ne sont ni créés ni détruits ; dans une réaction chimique, il se produit uniquement une redistribution des atomes.
5. Les atomes dans les corps composés sont formés par une union d'atomes de différents éléments : ils sont des « atomes composés ».

L'acceptabilité et l'impact de cette théorie ont été liés à sa capacité à expliquer les faits expérimentaux, ce qui a permis la formulation de la loi de conservation de la masse.

Avogadro et la Théorie Atomique Moléculaire

Avogadro a publié un article qui a complété la théorie atomique de Dalton. Avogadro supposait que les particules constitutives des substances ne sont pas des atomes individuels, mais une combinaison d'un nombre entier d'entre eux. Il appelle ces amas d'atomes des molécules. Cette découverte a conduit à la naissance de la théorie atomique moléculaire.

La Découverte de l'Électron par Thomson

Thomson découvre l'électron. Le modèle atomique a été appelé « modèle du pudding ».

Le Modèle Nucléaire de Rutherford

Rutherford suppose que la matière n'était pas répartie uniformément à l'intérieur des atomes, mais que la plupart de la masse et toutes les charges positives étaient concentrées dans une zone centrale, qu'il a appelée le noyau. Il a proposé le premier modèle de l'atome nucléaire, dans lequel il affirmait l'existence d'un noyau chargé positivement et de très petite taille. À l'extérieur, il place les électrons tournant en décrivant des orbites circulaires. Toutefois, ce modèle était peu convaincant, car il contredisait les lois de la physique classique.

Le Modèle Atomique de Bohr

Bohr a élaboré un modèle atomique qui résout le problème du modèle de Rutherford, tout en conservant l'idée que les noyaux sont chargés positivement. Bohr a proposé que, bien que les électrons tournent en décrivant des orbites, toutes ne sont pas stables, mais seulement un certain nombre d'entre elles. Chaque électron tourne à une distance donnée du noyau, liée à l'énergie qu'il possède.

Les Particules Subatomiques

Des expériences ont montré que l'atome n'était pas le constituant le plus élémentaire, mais qu'il était composé de petites particules subatomiques appelées :

L'Électron

C'était la première particule à être identifiée comme une composante subatomique. À la fin du XIXe siècle, Thomson a confirmé l'existence de particules à charge électrique négative, qui ont été appelées électrons.

Le Proton

Rutherford, en 1919, a confirmé l'existence de cette particule de charge positive, comme un constituant de tous les atomes, et l'a appelée proton.

Le Neutron

En 1932, Chadwick a prouvé la nature de ce rayonnement, le décrivant comme un faisceau de particules neutres, c'est-à-dire sans charge électrique, avec la masse du proton, qu'il a appelé les neutrons.

Concepts Clés

Le Numéro Atomique

Représenté par la lettre Z, il est placé en bas à gauche du symbole de l'élément. Il indique le nombre de protons.

Le Nombre de Masse

Représenté par la lettre A, il est placé en haut à gauche du symbole de l'élément. Il indique le nombre de protons et de neutrons.

Les Isotopes

Ce sont des atomes du même élément qui ont un nombre différent de neutrons, par conséquent, ils ont le même numéro atomique et un nombre de masse différent.

Les Ions

Ce sont des atomes qui sont chargés électriquement et sont formés par la perte ou le gain d'électrons.

• Perte d'électrons : cation (+).
• Gain d'électrons : anion (-).

Ondes et Modèle Atomique Actuel

Particules

Les particules sont trouvées dans une région spécifique de l'espace et peuvent se déplacer d'un endroit à l'autre. Elles peuvent être décrites en termes de position et de vitesse.

Ondes

Les ondes se déplacent également d'un endroit à l'autre, mais on ne les trouve pas à un point spécifique.

Modèle Atomique Actuel

En 1927, Heisenberg a formulé l'une des lois les plus célèbres de la mécanique quantique : le principe d'incertitude. Selon ses idées, tandis que les électrons se déplacent à grande vitesse sans problème ou absorbent de l'énergie, on ne peut pas parler d'orbites. On ne peut que créer des zones où il y a une forte probabilité qu'ils se déplacent autour du noyau. Comme on ne peut parler qu'en termes probabilistes de la position d'un électron dans la zone extranucléaire, elle est généralement représentée par un nuage de points flou.