Thème 3 Qu est-ce qu un élément? (pp )

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1 Thème 3 Qu est-ce qu un élément? (pp ) L objectif: Je vais démontrer que je comprends les origines du Tableau Périodique. Je vais faire la distinction entre l observation et la théorie et, donner des exemples de la façon dont on se sert de modèles et de notions théoriques pour expliquer les observations Du Manuel (p.112) Les lois, les théories, les modèles et les observations Une loi scientifique n explique rien. La loi décrit et résume simplement ce qui se passe. Une théorie est une façon scientifique créative d expliquer pourquoi telle ou telle chose se produit. Au cours d une expérience scientifique, les chercheurs observent le comportement et les réactions de la matière. Il faut souvent faire des milliers d observations et des centaines d expériences avant qu une théorie ne soit acceptée par les scientifiques. Dessin de la figure 2.18 Observations Hypothèse Expériences Théorie Temps et encore d autres expériences Théorie révisée Possible que l Hypothèse soit révisée après l expérience et on peut refaire l expérience autant de fois qu il est nécessaire 1

2 Les idées scientifiques sont souvent modifiees au fur et à mesure que l on rassemble de nouveaux faits. La plus grande partie de la théorie de Dalton a résisté à l épreuve de temps. Cependant, des scientifiques ont découvert qu il existe des particules plus petites que les atomes. D après toi, que sont ces particules? Les scientifiques qui étudient la structure de l atome se retrouvent devant plusieurs difficultés. Comment décrire quelque chose qu on ne peut voir? Quelles expériences permettraient de _dévoiler le fonctionnement interne de particules aussi petites? Il est impossible d observer directement plusieurs aspects du comportement de l atome même avec des instruments modernes. Les modèles scientifiques servent a représenter les structures et les processus qui ne sont pas observables directement. Un bon modèle _fournit une explication satisfaisante de ce qu on observe indirectement et de ce que les scientifiques déduisent de leurs observations. Il faut de la pratique et une bonne capacité de raisonnement pour faire des déductions et construire des modèles mentaux. Des scientifiques provenant de différents pays ont uni leurs _efforts, pendant plusieurs années, pour 2

3 concevoir le modèle de la structure atomique en usage aujourd hui. L histoire d une partie de leurs découvertes est relatée à la page suivante. Note comment chaque scientifique s est servi des _réalisations d autres chercheurs travaillant dans d autres régions du monde. Du Powerpoint Le père de la chimie Antoine Lavoisier Le fils d un avocat Parisien riche, Antoine-Laurent Lavoisier ( ) a complété un baccalauréat en loi comme ses parents le voulaient. Cependant, son intérêt était dans la science - qu il a poursuivi avec passion même en ayant une vie dans le public. A cause de ses études scientifiques, particulièrement sur la géologie, en 1768, il a été élu à l âge de 25 à l Académie de Sciences, la société scientifique de la France la plus élite. Les nouvelles découvertes Durant le 19ieme siècle, une machine appelée la _pile voltaique a été inventée. La pile voltaïque est vraisemblable aux piles d aujourd hui, mais pas aussi commode ou pratique. Cependant, l invention a créé un approvisionnement fiable en courant électrique. Les scientifiques ont commencé à utiliser les «piles voltaïques» pour courir les _courants electriques dans l eau. Les scientifiques ont trouvé que le niveau de l eau a 3

4 _diminue. De cette information, ils ont impliqué que l eau a été décomposée dans ces deux parties, l oxygene et l hydrogène. Le processus de la decomposition d un composé chimique en passant un courant électrique la dedans est appelé l electrolyse. Les scientifiques ont utilisé l électrolyse pour isoler les éléments de _potassium, de sodium, de magnesium, de calcium, de strontium et de baryum. Exemple : L eau est un composé _H 2 O = _l hydrogene + l oxygene Les lettres représentent les éléments d hydrogène et d oxygène. Les théories atomiques La théorie atomique de Dalton Auparavant, nous avons étudié le modèle particulaire de la matière pour expliquer les observations de la matière. Cependant, le modèle particulaire ne peut pas expliquer ce dont vous avez appris par rapport aux substances pures. Exemple : Ca ne peut pas expliquer ce qui arrive pendant l electrolyse de l eau. Les propriétés de ce 4

5 composé, _l eau, sont différentes de proprietes des éléments qui le composent, l hydrogene et l oxygene. Donc, les particules de l eau doivent être différentes des particules de l hydrogène et de l oxygène. Aussi, le modèle particulaire de la matière ne peut pas justifier les particules des différentes substances qui se combinent ou se decomposent. John Dalton ( ) a introduit une nouvelle manière d expliquer les _faits et les lois chimiques dans sa théorie atomique. Le modèle de Dalton utilise l idée que les éléments sont différents parce que leurs particules sont _differentes. Ce modèle nous a mené à des définitions plus precises des éléments et de composés. La théorie atomique de Dalton Toute matière est formée de petites particules appelées atomes. Tous les atomes d un élément donné ont la même _masse et la même taille. La masse et la taille des atomes d un élément donné différent de la masse et de la taille des atomes d autres éléments. Il est impossible de creer ou de detruire des atomes, ou de les diviser en particules plus petites. 5

6 Les composés résultent de l _union, dans des proportions definies, d atomes d éléments distincts. L atome On utilise la théorie atomique pour expliquer les phenomenes par rapport aux substances. Mais, pour mieux comprendre, nous devons premierement comprendre l atome. L atome se compose de 3 parties: 1. Les electrons - une charge negative - encercle le noyau 2. Les protons une charge positive - incorpore dans le noyau 3. Les neutrons - pas de charge incorporé dans le noyau Diagramme _ _ - Electrons _+_ - Protons _N_ - Neutrons Il y a le même nombre d électrons et de protons dans un atome neutre. Vous pouvez trouver combien en utilisant le Numero Atomique. Les 5 Modèles Atomiques Le Modèle de Dalton (1808) 6

7 Aussi appelé le modèle des Boules de Billard Ce modèle a été crédité à James Dalton et _presume qu il n y a pas deux éléments qui sont composes du même type de particule. Dessin Le modèle Thomson (1897) Aussi appelé le modèle du Plum Pudding ou Muffin au raisin. Ce modèle a été crédité à un physiciste Britannique, J.J. Thomson. Il a étudié les rayons dans le gaz et il a découvert les particules négativement chargées appelées les électrons. Parce que les atomes n ont généralement pas une charge, il a donc déduit qu il devrait en avoir des particules qui sont chargées positivement. 7

8 Ce modèle est appelé le modèle «muffin au raisin bun ou plum pudding» parce qu il croyait que les electrons étaient attachés dans la masse chargée positivement. Dessin Le modèle Rutherford (1911) Aussi appelé le modèle Planetaire ou Nucleaire. Un scientifique de la _Nouvelle-Zelande, Ernest Rutherford, a présenté ce modèle de l atome. C était le premier _modele à suggérer que l atome se compose d un noyau central positivement charge. 8

9 Les particules à l intérieur du noyau sont appelées les protons et composent presque la masse entiere de l atome. Les électrons dans ce modèle sont distribués dans l espace qui enveloppe le noyau. Des années plus tard, James Chadwick a découvert les neutrons, des particules électriquement neutres dans le noyau avec une masse légèrement supérieure à celle des protons. Dessin Le modèle atomique de Bohr (1913) Aussi appelé le modèle de _valence ou _niveau d energie Le physiciste danois, Neils Bohr ( ), a présenté le modèle de Bohr de l atome. Ceci combine les traits structuraux du modèle nucléaire et l idée que l _energie existe dans des petites quantités appelées les _quanta. Dans ce modèle, les électrons _ont des montants d energie fixes et tournent autour du noyau selong des trajectoires fixes. Le modèle de Bohr est souvent encore utilisé car ca démontre les électrons dans des couches électroniques. Dessin - 9

10 Le modèle du nuage d électron (1930 à aujourd hui) Aussi appelé le modèle _Louis de Broglie Le physiciste français, Louis de Broglie ( ), & le physiciste autrichien Erwin Schrodinger ( ) ont proposé le modèle de nuage électronique de l atome. Comme dans le modèle de Bohr, les électrons ont des niveaux d _energie distincts. Le placement des électrons n est pas défini, mais l endroit probable dans une région particulaire autour du noyau peut être _predit. La région occupée par les electrons est souvent décrite comme un nuage d électrons. 10

11 Dessin Pratique du modèle de Bohr Révision du Thème P.114 #3, 4 et 7 Récapitulation des thèmes 1 à 3 p