L'ATOMISME : DES ATOMES CROCHUS AUX ONDES-CORPUSCULES

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1 L'ATOMISME : DES ATOMES CROCHUS AUX ONDES-CORPUSCULES

2 LES ORIGINES DE LA THÉORIE ATOMIQUE Thalès de Milet (-580) L'eau, dont le volume peut épouser l'infinie diversité des formes visibles, est l'essence, le principe du monde, une sorte de substrat constitutif, de matériau de base.

3 LES ORIGINES DE LA THÉORIE ATOMIQUE Aristote ( avant J.C) Théorie des quatre éléments

4 LES ORIGINES DE LA THÉORIE ATOMIQUE Leucippe (~480 avant J.C) La matière et le vide interviennent tous deux au niveau même de la constitution du monde. La matière n'est pas uniformément pleine. Les parties de plein sont appelés : Atomes (éléments que l'on ne peut couper)

5 LES ORIGINES DE LA THÉORIE ATOMIQUE Démocrite ( avant J.C) Rien ne permet d'attribuer une forme aux atomes. Ils sont animés, dans le vide, de mouvements uniformes selon des directions réparties au hasard. Lors des chocs, leurs aspérités peuvent s'emmêler formant des agrégats d'atomes qui, grossissant par apports successifs forment les mondes

6 LES ORIGINES DE LA THÉORIE ATOMIQUE Epicure ( avant J.C) Lucrèce (98-55 avant J.C) Poète romain «Enfin les corps que nous voyons durs et massifs doivent leur cohésion à des corpuscules plus crochus, plus intimement liés et entrelacés en ramifications complexes.» «...Ce sont au contraire qui des corpuscules lisses qui forment les corps de nature liquide et fluide. Car les corpuscules de forme sphérique ne peuvent se maintenir unis, et, sous un choc, tout roule aisément comme sur un plan incliné.»

7 LES ORIGINES DE LA THÉORIE ATOMIQUE René Descartes ( ) La matière remplit tout l'espace, il n'y a donc pas de vide. Il existe plusieurs sortes de particules terrestres. Les unes sont longues et fines, les autres sphériques ou cubiques. D'autres encore ont des appendices qui ressemblent à des branches.! les particules de Descartes ne sont pas des atomes puisqu'elles se divisent lors des frottements et que l'existence des atomes suppose un vide interstitiel.

8 LES ORIGINES DE LA THÉORIE ATOMIQUE Pierre Gassendi ( ) Remet à l'honneur la théorie d'epicure avec des arguments nouveaux : La preuve expérimentale de la présence du vide en tant que tel dans la nature vient d'être faite (Torricelli, Pascal,..), Le microscope permet désormais d'observer des particules invisibles à l'œil nu ce qui laisse supposer que d'autres plus petites encore peuvent exister.

9 LES ORIGINES DE LA THÉORIE ATOMIQUE Robert Boyle ( ) S'inspirant de Gassendi, il introduit la théorie corpusculaire en Angleterre notamment pour expliquer les résultats expérimentaux attribuant aux propriétés élastiques des particules l'élasticité des gaz. Il évalue la dimension maximale d'un atome d'or en se basant sur l'épaisseur minimale des dorures ( cm soit1000x plus)

10 LES ORIGINES DE LA THÉORIE ATOMIQUE Isaac Newton ( ) Le système d'attraction universelle est remarquablement vérifié pour l'infiniment grand, il doit l'être aussi pour l'infiniment petit constitution corpusculaire de la matière Les phénomènes physiques et chimiques deviennent la résultante d'attractions ou de répulsion entre les particules ultimes.

11 John Dalton ( )

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14 Dalton appelle atome aussi bien la particule fondamentale que la combinaison de plusieurs d'entre-elles. Lorsqu'on ne connait qu'un seul composé formé de 2 éléments, Dalton admet qu'il est binaire Exemples : HO pour l'eau, NH pour l'ammoniac

15 Confusion entre atome et molécule Arbitraire des composés binaires Les éléments à l'état de corps simples ne peuvent être qu'atomiques. Donc pour lui dans deux volumes égaux de gaz différents, il y a un nombre différent de particules.

16 Joseph-Louis Gay Lussac ( ) Il montre en 1808 que lors de la réaction de deux gaz, leurs volumes se combinent dans des rapports simples. Si le composé obtenu est un gaz, il est aussi dans un rapport simple avec les volumes des réactifs : 2 vol d'hydr. + 1 vol d'oxyg. 2 vol de vap.d'eau

17 Amédée AVOGADRO ( ) André-Marie AMPERE ( En 1811 et en 1814 de façon indépendante Deux hypothèses : Les éléments existent à l'état libre sous forme de «molécules» diatomiques. Deux volumes égaux de gaz différents pris dans les mêmes conditions contiennent le même nombre de molécules.

18 Marc-Antoine Gaudin ( )

19 Marc-Antoine Gaudin ( )

20 Méthode des équivalents (ou des nombres proportionnels) Les chimistes utilisent les poids équivalents des éléments, c'est à dire les quantités respectives de ceux-ci qui entraient toujours en combinaison par multiple des quantités de base mesurées en fonction de références.

21 Méthode des équivalents (ou des nombres proportionnels) Exemple de l'eau Analyse de l'eau : poids 8 fois plus grand d'oxygène que d'hydrogène Si eau référence : choix de 1 pour nombre de l'hydrogène le nombre de l'oxygène se trouve fixé à 8 La formule du corps s'écrit alors HO Cas de l'eau oxygénée : analyse donne 16g pour l'oxygène pour 1g d'hydrogène La formule du corps s'écrit alors HO2 Si eau oxygénée référence : alors H = 1 et O = 16 La formule de l'eau oxygénée est alors HO Celle de l'eau H2O

22 Méthode des équivalents (ou des nombres proportionnels) Problèmes posés Comment déterminer le nombre proportionnel de l'azote? Par rapport à quel élément? Si on prend l'oxygène : O = 8 ou O= 16? Avec quel oxyde d'azote se fait la détermination? Congrès de Karlsruhe 1860 : Canizzaro propose une théorie atomique faisant la distinction atome /molécule Fondée sur les théories de Gay-Lussac, d'avogadro et de Dulong

23 Méthode des équivalents (ou des nombres proportionnels) Congrès de Karlsruhe 1860 : Canizzaro ( ) propose une théorie atomique faisant la distinction atome /molécule Fondée sur les théories de Gay-Lussac, d'avogadro et de Dulong L'hydrogène et l'oxygène sont bien diatomiques à l'état gazeux, Le mercure monoatomique, le phosphore tétra-atomique,..

24 JJ Thomson ( ) : L'électron

25 E.Rutherford ( ) : le noyau

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27 Niels BOHR ( ) : l'atome planétaire

28 E.Schrödinger ( ) : L'atome quantique

29 la structure du noyau J.CHADWICK ( ) Découverte du neutron en 1932