2nd.
Thème : Univers
Activité
documentaire 1 de chimie Histoire
de l’atome
Dès l'Antiquité, les premiers
"scientifiques" grecs croyaient que la matière était
constituée de quatre éléments : la terre, l'eau, le feu et
l'air. Cette théorie quoique simple était le résultat
d'observations de philosophes tels que Thalès et Empédocle lors
de la combustion d'un morceau de bois (pendant la combustion, il y a production
de fumée (air), de vapeur d'eau (eau) et de cendre (terre)).
La
théorie atomique la plus originale de l'époque fut
proposée au Ve siècle avant notre ère par Démocrite.
Ce savant philosophe énonça que la matière était
constituée de particules infiniment petites et indivisibles
appelées atomos . Entre ces particules existait un espace
vide : la matière était donc discontinue.
Démocrite n'étant pas un philosophe
très populaire en son temps, sa théorie ne trouva aucun appui et
fut donc rejetée au profit d'une théorie de la continuité
de la matière proposée par Aristote.
Aristote s'appuyait sur le concept des quatre
éléments de base de Thalès et affirmait que les atomos ne pouvaient exister puisque
invisibles à ses yeux. La conception aristotélicienne de la
matière reçut l'appui des religieux de l'époque et
traversa les siècles qui suivirent jusqu'au 18ème.
Vers le 15e
siècle, des savants commencèrent à progresser dans la
connaissance de la matière et à mettre en doute les concepts
aristotéliciens du monde et de la matière.
Pour Robert Boyle
(1627-1691), chimiste anglais, la matière était faite de quelques
substances simples appelées éléments.
Dans les années 1780, Antoine-Laurent Lavoisier
(1743-1794) réussit à décomposer l'oxyde de mercure et
énonça la loi de la conservation de la masse : "rien ne
se perd, rien ne se crée, mais tout se transforme".
Lorsqu'en 1803 le chimiste britannique John Dalton
(1766-1844) étudia les réactions chimiques, il fonda sa
théorie sur l'existence de petites particules insécables, les
atomes. La théorie atomique de Dalton ne fut pas acceptée tout de
suite dans la communauté scientifique. Elle ne découlait pas
d'une observation expérimentale directe comme les lois précédentes, elle
était plutôt le fruit d'une déduction logique. Personne
n’avait jamais vu d'atomes...
alors comment y croire?
Avec les scientifiques suivants commençait un
nouvel âge pour la science, plus axé sur la recherche et
l'expérimentation.
Sir Joseph John Thomson,
(1856-1940), physicien anglais, reçut en 1906 le prix Nobel de physique
pour son travail sur la conduction de l'électricité par les gaz.
S'appuyant sur les travaux du britannique Crookes
(1832-1919), Thomson est à l'origine de la découverte de
l'électron par ses expérimentations sur les flux de particules
(électrons) créés par des rayons cathodiques.
Théoricien et expérimentateur, Thomson avança en 1898 la
théorie du « plum-pudding » ou «pain aux raisins» sur la
structure atomique, dans laquelle les électrons sont
considérés comme des «raisins» négatifs
enfoncés dans un «pain» de matière positive.
Lord Ernest Rutherford, (1871-1937), physicien britannique, fut,
en 1908, lauréat du prix Nobel de chimie pour ses découvertes sur
la structure de l'atome. En bombardant une mince feuille d'or avec des particules
neutres, il observa que la plupart
des particules traversaient la feuille sans être déviées,
alors que certaines étaient détournées.
Le nouveau modèle de
l’atome avait les caractéristiques suivantes :
Le modèle de Rutherford fut modifié
par Niels Bohr (1885-1962), physicien danois, afin de le rendre conforme
aux nouvelles découvertes.
Bohr obtint le prix Nobel en 1922, pour sa
contribution à la physique nucléaire et à la
compréhension de la structure atomique. Son travail s'inspira du
modèle nucléaire de l'atome de Rutherford, dans lequel l'atome
est considéré comme un noyau compact entouré d'un essaim
d'électrons.
Depuis, d'autres modèles plus complexes ont
été élaborés permettant ainsi d'expliquer de
nombreux phénomènes chimiques.
Questions sur le
document :
1 .
Tracer ci-dessous un axe gradué chronologiquement dans le temps et y
faire figurer les différents scientifiques cités dans le texte
(à partir de Boyle) :
2 . Qui fut le premier à parler d'atome ?...............................................................................................................................................
3 . Qui a découvert l'électron ?.................................................................................................................................................................
4 . Qui a repris plusieurs siècles plus tard,
l'idée de Démocrite : ..............................................................................................
5 . Quel est le modèle d'atome proposé
par J.J. Thomson ?..........................................................................................................
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6 . Que déduit Rutherford de son
expérience ?..................................................................................................................................
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7 . Quel est le modèle d'atome proposé
par Rutherford ?..............................................................................................................
8 . Y’a -t-il eu d'autres modèles
depuis Rutherford ? Citez un scientifique ayant repris et approfondi ce
modèle ..................................................................................................................................................................................................................
9 . D'une manière générale, un modèle est-il conforme à la réalité ? Quel est son intérêt ?................................
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