TP :
2nd.
Thème : Univers.
DE L’ANTIQUITÉ À NOS JOURS : COMMENT EST
CONSTITUÉE LA MATIÈRE ?
I - L’ATOME : UN MODÈLE POUR COMPRENDRE
LA CHIMIE.
Activité
documentaire :
lire le texte et répondre aux questions.
Dès
420 avant JC, Démocrite (philosophe grec) a l’intuition de
l’existence des atomes et invente leur nom
(« atomos » en grec qui signifie insécable).
Aristote (philosophe grec) conteste cette existence
et son prestige est tel qu’il faut attendre le début du XIXème
siècle pour que cette idée reprenne vie.
· En 1805, John Dalton annonce
au monde l’existence des atomes.
· En 1881, J. J.Thomson
découvre l’un des composants de l’atome. Il s’agit de
particules élémentaires négatives appelées en 1891 électrons.
· Au début du XXème
siècle, l’ambition des physiciens est de proposer un modèle
de l’atome en précisant la répartition de la charge
électrique à l’intérieur de celui-ci.
· En 1904, Thomson partant de
l’idée que l’atome est électriquement neutre, pense
qu’il doit contenir des charges positives qui doivent compenser les
charges négatives des électrons. Il suppose que la charge
positive est répartie dans un petit volume (qui peut avoir la forme
d’une sphère) et que les électrons sont parsemés
dans cette sphère (pudding de Thomson).
· En 1910 Rutherford bombarde
différents échantillons de matière (cuivre, or, argent)
avec des particules et il déduit de son expérience que la charge
positive doit occuper un tout petit volume qu’il appelle « noyau ».
Après « un petit calcul » il trouve que la
majorité de la masse de l’atome est concentrée dans un
noyau minuscule par rapport au reste de l’atome. Les dimensions du noyau
sont de l’ordre de 10-15m (100 000 fois moins que les
dimensions de l’atome) et sa charge totale compense celle des
électrons.
· Rutherford pense alors au
modèle planétaire pour décrire un atome. En effet la masse
du système solaire est essentiellement concentrée dans le Soleil
tout comme celle de l’atome est concentrée dans le noyau. Il
propose donc comme modèle un tout petit noyau chargé positivement
et comportant l’essentiel de la masse de l’atome, autour duquel les
électrons décrivent des orbites.
Depuis,
d’autres modèles plus complexes ont permis d’expliquer de
nombreux autres phénomènes. Le modèle actuel de
l’atome est l’aboutissement d’une longue histoire au cours de
laquelle les représentations qu’on s’en fait ont profondément évolué.
Nous retiendrons pour la classe de troisième un modèle simple
constitué d’un noyau autour duquel gravitent, sans trajectoire
particulière, des électrons qui forment un nuage
électronique.
Il
est nécessaire d’élaborer un modèle pour pouvoir
expliquer différents phénomènes et en prévoir les
conséquences. Celles-ci, soumises à l’expérience,
permettent de valider le modèle, de l’améliorer ou de le
rejeter.
Cependant, il n’est pas toujours nécessaire
d’utiliser le modèle le plus complexe pour expliquer de
façon simple un certain nombre d’observations. Il suffit de bien
en connaître les conditions d’utilisations.
Texte construit à partir de Sciences et
Avenir de décembre 1994, Sciences et Vie Junior d’octobre 1998,
II - COMMENT LE MODÈLE ATOMIQUE A-T-IL
EVOLUÉ ?
0 -
"atomos" : le premier modèle de l'atome.
·
Qui est le
premier à avoir énoncé le mot " atomos" ? A
quelle époque était-ce?
……………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………….
·
Que signifie
" atomos " en grec ?
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….………
1 - Parmi
les différents savants qui ont participé à
l’élaboration du modèle atomique, relever ceux qui sont
cités dans le texte depuis le début du XIXème
siècle.
............................................................................................................................................................……………………………………………..…....
..............................................................................................................................................................…………………………………………………
2 - Le
modèle de J. J. Thomson.
· Quel est le constituant de l’atome
découvert par J. J. Thomson ?
..........................................................................................……..................
· Cette particule porte-t-elle une charge
électrique ? Si oui, de quel signe ?
...............................................................................................……..............
· Dans le cadre suivant, dessiner le modèle de
l’atome selon J. J. Thomson en 1904 .
Modèle de JJ Thomson
Noms : prénoms
: classe:
3 - Le modèle de Rutherford.
· Que déduit Rutherford de son expérience
?
..............................................................................................................................................................………………………………………...…….
..............................................................................................................................................................…………………………………………..…..
· Après « un petit calcul », que trouve-t-il à propos :
- de la masse de l’atome comparée
à celle du noyau ?
..............................................................................................................................................................……………………………………….……..
- des dimensions de l’atome comparées
à celle du noyau ?
..............................................................................................................................................................………………………………………….…..
..................................................................................…….........................
· A partir de vos réflexions et des
réponses précédentes, justifier pourquoi on peut dire que
la matière est constituée essentiellement de vide.
.............................................................................................................................................................……………………………………….……...
.......................................................................................….......................
· Dans le cadre suivant, dessiner le modèle de l’atome selon Rutherford.
Modèle proposé par
Rutherford
4 –Dessiner dans le cadre ci
contre le modèle de l’atome proposé à la fin du
texte
III - POURQUOI UN MODELE ?
1 - Le
modèle de l’atome a-t-il évolué depuis le XIXème
siècle ?
...........................................................................................................................................................................................................................................
2 –
Pourquoi les scientifiques utilisent-ils des modèles ?
.........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................………………..............................................
3- Que
doit-on préciser quand on utilise un modèle ?
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
CONCLUSIONS :
· Le modèle atomique a ........................................ au fur et à mesure de l’apparition de phénomènes inexplicables par le modèle précédent. · Pour expliquer un phénomène on n’a pas besoin d’utiliser ........................................... le plus complexe, mais il faut en connaître les ........................................... . · Dans le modèle retenue en classe de 3ème l’atome est constitué de : - ……………………………………………………………………. - ……………………………………………………………………. |