P2 Chapitre 1. Voyage au cœur de la matière
Activité 1. Histoire de l'atome : De l’Antiquité à nos jours Objectif :
Connaître les différentes visions de l'atome, selon les époquesCompétences travaillées :
• 1 Lf – Lire et comprendre l'écrit ; extraire des informations de documents scientifiques
• 4 Mod – Utiliser des modèles simples pour expliquer des phénomènes
• 5 Uni – Comprendre l'évolution d'un savoir scientifique dans le temps et son influence dans la société
Consigne :
Lire le texte suivant et répondre aux questions.
Au Vème siècle avant J-C, le brillant mathématicien Démocrite voulut expliquer la matière comme étant constituée de « grains de matière invisibles » à l’œil nu et insécables : les atomes disposés dans un espace vide.
En vain, ce modèle atomique resta dans l'oubli, éclipsé pour vingt siècles par la pensée d'Aristote et sa théorie des « quatre éléments » : le feu, la terre, l'eau et l'air, constituant en proportion variable toute matière.
Tout un ensemble d'expériences contribua, au début du XIXème siècle, au retour de l'idée d'atome comme unité minimale de combinaison chimique et non plus comme constituant ultime de la matière. C'est John Dalton qui en 1804 utilisa l'image des « boules de billard » colorées pour représenter ces atomes.
Jusqu'à la fin du XIXème siècle, on pense que les atomes sont des petites sphères solides sans structure interne. Mais en 1897, la découverte d'une particule chargée négativement (l'électron) permis à John Thomson de présenter en 1904 un modèle plus élaboré : le « modèle du Pudding de Thomson » constitué d'une pâte chargée positivement saupoudrée de grains chargés négativement représentant les électrons.
L'utilisation de la radioactivité pour sonder le cœur de la matière entraîna la découverte au centre de l'atome d'une pointe dure très massive et chargée positivement : le noyau.
En 1911, Ernest Rutherford présenta un nouveau modèle : le « modèle planétaire » constitué en son centre d'un noyau qui, comme le Soleil, était entouré de planètes (les électrons) présentés sur des trajectoires fixes.
Pour expliquer la stabilité de l'atome et pourquoi les électrons ne tombent pas sur le noyau, Niels Bohr propose en 1913 un nouveau modèle appelé « modèle des pois sauteurs » dans lequel les électrons occupent certaines orbites privilégiées correspondant à des énergies particulières et ils peuvent sauter d'une orbite à une autre.
En 1919, Rutherford démontre que le noyau, précédemment découvert, est constitué d'une particule encore plus petite, chargée positivement, qu'il baptise « le proton ».
Dans le dernier modèle élaboré en 1930 par Erwin Schrödinger, les électrons ne sont plus sur des orbites. On représente les électrons autour du noyau par un nuage de points. Plus les points sont resserrés, plus on a de chance de trouver un ou des électrons dans cette zone. On peut parler de
« modèle probabiliste ».
Pour finir ce tour d'horizon, en 1932, par des réactions nucléaires, l'anglais James Chadwick découvre une autre particule occupant le noyau : il s'agit du neutron, massif mais démuni de charge.
Le noyau comprend donc deux types de nucléons : le proton (positif) et le neutron (neutre).
P2 Chapitre 1. Voyage au cœur de la matière 1 – Surligne le nom des différents savants qui ont participé à l’élaboration du modèle atomique, leur époque, ainsi que le nom de leur modèle.
2 – Le modèle de Démocrite.
• Comment s'appelle le modèle atomique de Démocrite ?
...
3 – Le modèle de John Dalton.
• Comment s'appelle le modèle atomique de John Dalton ?
...
4 – Le modèle de John Thomson.
• Quel est le constituant de l’atome découvert par John Thomson ?
...
• Cette particule porte-t-elle une charge ?
...
• Comment s'appelle le modèle atomique de John Thomson ?
...
5 – Le modèle de Ernest Rutherford.
• Quel est le constituant de l’atome découvert par Rutherford ? Où se trouve-t-il ?
...
• Cette particule porte-t-elle une charge ?
...
• Comment s'appelle le modèle atomique de Rutherford ? Pourquoi ?
...
...
• Quelle autre particule découvre-t-il ? Où se trouve-t-elle ? Cette particule porte-t-elle une charge ? ...
...
6 – Le modèle de James Chadwick.
• Quel est le constituant de l’atome découvert par James Chadwick ? Où se trouve-t-il ?
...
• Cette particule porte-t-elle une charge ?
...
7 – Les différents modèles en « image »
• Écris le nom du modèle sous chaque image :
…... …... …... …...
…... …... …... …...
