Histoire et structure des modèles atomiques

La composition de la matière

Toute matière est composée de particules appelées atomes. Un atome est à son tour composé de petits éléments, appelés particules subatomiques :

• Proton : possède une charge électrique positive et est situé dans le noyau.
• Neutron : n'a pas de charge électrique et est situé dans le noyau avec les protons.
• Électron : possède une charge électrique négative et se trouve dans le cortège électronique.

Le modèle atomique de Dalton (1808)

John Dalton reprend la théorie atomique de Démocrite et postule que les atomes (particules indivisibles) sont les constituants ultimes de la matière et se combinent pour former des composés.

Le modèle atomique de Thomson (1897)

Les expériences sur la conduction de l'électricité par les gaz ont conduit à la découverte d'une nouvelle particule chargée négativement : l'électron. Les rayons cathodiques sont formés par des électrons éjectés des atomes du gaz de remplissage du tube lorsqu'il est soumis à des chocs électriques. Les atomes, par conséquent, ne sont pas indivisibles.

J.-J. Thomson a alors proposé le premier modèle de l'atome : les électrons (petites particules chargées négativement) sont intégrés dans un nuage de charge positive. La charge positive du nuage compense exactement la charge négative des électrons, l'atome étant électriquement neutre.

Le modèle atomique de Rutherford

Rutherford a réalisé une série d'expériences de bombardement de films minces de métaux : des particules α (particules chargées positivement) sont projetées sur une feuille d'or mince. Après avoir traversé la plaque, les particules frappent un écran, permettant d'observer si elles subissent une déviation.

Dans son expérience, Rutherford a noté les points suivants :

• La majorité des particules passent à travers la feuille d'or sans subir aucun écart.
• Très peu (environ une sur 10 000) sont déviées d'un angle supérieur à 10°.
• Dans de rares cas, les particules rebondissent.

Sur la base de ces résultats, Rutherford a démontré que les atomes ne sont pas solides, comme on le croyait auparavant, mais sont pour la plupart vides avec un noyau minuscule en leur centre. Il a ainsi créé le modèle atomique nucléaire : l'atome est constitué de deux parties, le noyau et le cortège électronique.