Modèle Atomique de Rutherford et Structure de l'Atome : Explications et Concepts Clés

Modèle Atomique de Rutherford et Structure de l'Atome

Le Modèle de Plum-Pudding (Avant Rutherford)

Le modèle de plum-pudding considérait l'atome comme une boule de charge positive avec les électrons (charge négative) intégrés.

L'Expérience de Rutherford

Rutherford a bombardé des atomes avec des particules alpha lors d'une expérimentation sur une feuille de métal avec des couches plus dures que les atomes, en utilisant des particules alpha. Les résultats furent les suivants :

• Résultat 1 : La majorité des particules alpha passaient à travers la feuille sans être déviées.
• Résultat 2 : Certaines de ces particules étaient déviées (atteignaient un écart).
• Résultat 3 : Quelques-unes revenaient même sur elles-mêmes et faisaient demi-tour.

Interprétation : Les particules qui traversaient la feuille montraient que les atomes n'étaient pas solides ; il y avait beaucoup d'espace vide.

Conséquences du Modèle de Rutherford

Le modèle de l'atome selon Rutherford stipule que l'atome est composé :

• D'un noyau petit contenant des protons et des neutrons, qui concentre la quasi-totalité de la masse.
• D'une zone périphérique (l'écorce) dans laquelle les électrons sont constamment en mouvement.

Concepts Fondamentaux de l'Atome

Le Numéro Atomique (Z)

Le numéro atomique Z est le nombre de protons dans un atome et est typique de chaque élément chimique. Le nombre d'électrons est le même que celui des protons (pour un atome neutre).

Le Nombre de Masse

Le nombre de masse est la somme des protons et des neutrons dans un atome.

L'Ion

Un ion est un atome qui a perdu ou gagné des électrons. Si un atome perd un électron, il devient un cation (charge positive) ; s'il en gagne, il devient un anion (charge négative).

Structure Électrique

• Noyau : Petite charge électrique positive.
• Cortex (Écorce) : Composé de tous les électrons en rotation, responsable de la charge électrique globale de l'atome.

Modèle Atomique Plus Complexe

Un modèle d'atome plus complexe est constitué d'électrons, de protons et de neutrons : les protons et les neutrons sont dans le noyau, et les électrons sont dans la croûte.

Masse Atomique et Moléculaire

Les masses moléculaires sont calculées en additionnant les masses des atomes composants de la molécule.

L'unité de masse atomique est basée sur la masse de l'atome de carbone, à partir de laquelle la masse atomique des autres éléments est calculée.

Constituants de l'Atome

• Proton : Particule qui possède presque toute la masse de l'atome et une charge égale à celle de l'électron, mais positive. Il se situe dans le noyau.
• Neutron : Particule avec la même masse que le proton, mais sans charge électrique.

Les Isotopes

Les isotopes sont des atomes d'un même élément qui ont le même numéro atomique mais des nombres de masse différents. C'est-à-dire qu'ils ont le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons.

Particules Alpha (α)

Les particules Alpha (α) sont plus petites que les atomes, mais très pesantes, avec une masse quatre fois supérieure à l'atome d'hydrogène et une charge positive deux fois supérieure à la charge élémentaire.

Radioactivité et Isotopes Radioactifs

Les isotopes d'éléments radioactifs ont des milliers d'applications utiles, notamment pour constituer une source importante d'énergie électrique, et en médecine pour guérir certains maux de notre corps.

Pourquoi certains isotopes sont-ils radioactifs ?

Dans les noyaux des isotopes radioactifs, ou radio-isotopes, des changements (réactions nucléaires) se produisent, consistant en l'expulsion de certaines particules du noyau.

Les radiations nucléaires sont-elles dangereuses ?

Toute radiation nucléaire est dangereuse et peut casser les molécules.

Types de Rayonnement

Les types de rayonnement sont : le rayonnement alpha (α), le rayonnement bêta (β), et le rayonnement gamma (γ), ce dernier étant le plus dangereux.

Utilisations des Rayonnements

• Utilisation comme traceurs : En médecine, des doses radioactives sont injectées dans les éléments pour pouvoir les photographier.
• Radiothérapie : Utilisation du rayonnement gamma pour tuer les cellules cancéreuses.