L'histoire du modèle atomique

Bonjour, aujourd'hui je vais vous présenter l'histoire du modèle atomique.

500 à 200 avant Jésus Christ - Les philosophes de l'antiquité grecque.

À cette époque, les philosophes s'imaginaient des explications aux phénomènes naturels. Par contre, ils ne vérifiaient rarement ces explications par expérimentation.

Un peu plus tard, Empédocle propose que tout est fait de ces quatres éléments: la terre, l'eau, le feu et l'air.

Empédocle

Démocrite, un philosophe grec, suggère que la matière soit faite d'atomes, de petites particules. Malheureusement, cette idée sera rejetée par Aristote et Socrate. L'idée d'Empédocle sera gardée pendant plus de 2000 ans.

200 avant Jésus Christ à 600 après Jésus Christ - Les alchimistes antiques de l'Asie, de l'Afrique et de l'Europe

Les alchimistes de cette époque se préoccupaient de pharmacie et de métallurgie.

Ces alchimistes croyaient que les métaux poussaient comme des arbres.

L'alchimie était traitée comme un art dangereux.

600 à 1600 après Jésus Christ - Les alchimistes de l'Arabir et de l'Europe au Moyen-Âge

Les alchimistes du Moyen-Âge ont mis au point de nombreuses pièces d'équipement comme les filtres, les alambic et les béchers.

Alambic

Les alchimistes européens s'intéressaient à la transformation d'un métal commun en métal précieux.

Les alchimistes médiévaux gardaient leurs découvertes secrètes et utilisaient des codes indéchiffrables.

Fin des années 1700 - Antoine de Lavoisier

Cet homme est considéré comme le maître de la chimie moderne. Il met sur pied des procédures d'observation et d'expérimentation rigoureuses.

Antoine de Lavoisier

Avant Antoine, Boyle avait déjà exprimé son scepticisme face à l'idée des quatre éléments d'Empédocle. Il proposa de redéfinire le mot élément. Lavoisier a réussi à identifier 23 de ces nouveaux éléments tels que l'oxygène.

La chimie moderne prend son essor.

Début des années 1800 - John Dalton

John Dalton a proposé une théorie atomique qui permet de distinguer les particules et les substances.

1) Toute la matière est composée de petites particules appelées atomes.

L'atome selon John Dalton

2) Les atomes ne peuvent pas se créer, se détruire ni même se diviser en plus petites particules.

3) Les atomes du même élément sont identiques, mais différents des atomes d'un autre élément.

4) Un composé est créé lorsque des atomes de différents éléments se combinent.

La théorie de Dalton devien très populaire car elle explique les composés.

Dalton classe les éléments selon leur masse.

1904 - Joseph John Thomson

Joseph Thomson découvre l'existence des électrons et déduit l'existence des protons.

L'atome est divisible en particules subatomiques.

1) Tout atome est constitué d'électrons et de protons.

2) Tous les électrons sont pareils et ont une charge négative.

3) Tous les protons sont pareils et ont une charge positive.

4) Le proton a une masse plus élevé que l'électron, mais, avec sa masse moins élevé, l'électron a le même montant de charge qu'un proton, même s'ils sont oppposé en nature.

Un atome selon Thompson

Thompson croît que les électrons et les protons sont comme des raisins dans un atome-muffin.

1911 - Ernest Rutherford

Au début des années 1900, des études sur la radioactivité mènent Ernest Rutherford à découvrir le noyau. Il en déduit l'existence des neutrons.

Ernest Rutherford
Le modèle atomique de Rutherford

1) Le petit noyau contient les protons qui sont denses, lourds et positifs.

2) Un grand nuage électronique très léger entoure le noyau de l'atome. Il est chargé négativement.

3) Les neutrons sont sans charges, mais ils ajoutent une masse importante au noyau. Un neutron autait une masse à peu près égale à celle d'un proton.

Ce ne sera que durant les années 1930 que l'existence des neutrons sera confirmée par d'autres chimistes et physiciens.

1913 - Niels Bohr

Niels Bohr s'est inspiré de plusieurs scientifiques pour expliquer pourquoi les électrons ne se précipitent pas vers le noyau.

Bohr propose une analogie entre le système solaire et l'atome. Les électrons sont attirés vers le milieu, mais ils possèdent une grande énergie et sont donc en perpétuel mouvement.

Il existe des couches électroniques où les électrons circulent. Des contraintes physiques limitent le nombre d'électrons dans chaque couche.

Bohr-Rutherford

Le modèle Bohr-Rutherford de l'atome a été modifié depuis, mais il représente la première vision moderne de l'atome.

20e siècle - Le modèle quantique

Les travaux de Planck, Einstein, Bohr, Schrödinger et plusieurs autres de 1901 à 2000 ont abouti dans la théorie de la mécanique quantique, c'est-à-dire que l'énergie est aussi particulaire.

Le modèle quantique de l'atome est assez compliqué, mais il n'enlève pas au modèle Bohr-Rutherford son utilité pour comprendre le comportement des atomes et des molécules.

Beaucoup de particules subatomiques ont été découvertes au cours des années 1900. On sait maintenant que les protons, les neutrons et les électrons sont à leur tour constitués de minuscule particules appélées quarks.

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