Fiche de révision : De l’atome aux molécules

📋 Plan du Cours

1. Origines du modèle atomique
2. Déviation des particules chargées
3. Expériences de Thomson et Millikan
4. Découverte du noyau atomique
5. Composition et structure de l’atome
6. Ions et isotopes

📖 1. Origines du modèle atomique

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : Particule extrêmement petite, non visible à l’œil nu, considérée comme l’unité constitutive des éléments.
• Molécule : Association de plusieurs atomes, selon l’idée proposée par Avogadro.

📝 Points essentiels

• Vers 500 av. J.-C., les philosophes décrivent la matière à partir de quatre éléments : l’eau, la terre, le feu et l’air.

• Dans le modèle de Dalton, l’atome est représenté comme une sphère pleine.

💡 Astuce mémo

Quatre éléments → atomes → molécules

📖 2. Déviation des particules chargées

🔑 Notions clés & Définitions

• Champ électrique : Apparaît entre deux électrodes de signes opposés et est orienté de l’électrode positive vers l’électrode négative.

📝 Points essentiels

• Dans un champ magnétique, une particule chargée en mouvement subit une force de Lorentz perpendiculaire à sa vitesse et au champ magnétique.

📌 Le sens de la force magnétique dépend du signe de la charge : une particule positive est déviée dans un sens, tandis qu’une particule négative est déviée dans le sens opposé.

📌 Dans un champ électrique, une particule chargée subit une force électrique proportionnelle au champ et l’électron est dévié dans le sens opposé au champ en raison de sa charge négative.

💡 Astuce mémo

Champ électrique : force selon la charge ; champ magnétique : déviation du faisceau

📖 3. Expériences de Thomson et Millikan

★ À maîtriser

• Dans l’expérience de Thomson, les électrons traversent successivement une région soumise à des champs électrique et magnétique puis un diaphragme qui élimine les trajectoires incorrectes. — Joseph Thomson

• L’expérience de Thomson montre que le rapport charge sur masse des électrons est constant quel que soit l’élément utilisé pour les produire. — Joseph Thomson

• Dans l’expérience de Millikan, des gouttelettes d’huile chargées sont maintenues entre deux électrodes en réglant l’intensité du générateur afin d’équilibrer leur chute. — Milikan

• La charge électrique des gouttelettes varie par multiples entiers de la charge élémentaire, dont la valeur indiquée est $e = 1{,}602 \times 10^{-19}\ \mathrm{C}$. — Milikan

Compléments

• L’expérience du tube de Crookes met en évidence des rayons cathodiques provenant de la cathode et produisant une fluorescence lorsqu’ils frappent un matériau.

• La masse de l’électron indiquée par l’expérience est $m_e = 9{,}109 \times 10^{-31}\ \mathrm{kg}$. — Milikan

💡 Astuce mémo

Déviation mesurée → rapport charge/masse ; gouttelettes chargées → quantification de la charge

📖 4. Découverte du noyau atomique

🔑 Notions clés & Définitions

• Noyau atomique : Région centrale compacte contenant des protons et des neutrons, au sein d’un atome principalement constitué de vide.
• Nucléons : Protons et neutrons présents dans le noyau atomique.

📝 Points essentiels

• Dans l’expérience de Rutherford, des particules alpha sont envoyées sur une feuille d’or ; la plupart la traversent, certaines sont déviées et quelques-unes repartent vers la source radioactive.

💡 Astuce mémo

Des particules alpha traversent une feuille d’or presque vide, mais certaines rebondissent sur un noyau central

📖 5. Composition et structure de l’atome

📝 Points essentiels

📐 Formule — Pour un élément noté X, le nombre de masse vérifie $A = Z + N$, où A est le nombre de masse, Z le nombre de protons et N le nombre de neutrons.

📐 Formule — Le nombre de neutrons d’un atome est donné par $N = A - Z$.

📌 Le numéro atomique Z correspond au nombre de protons positifs du noyau et identifie l’élément chimique X.

📌 En chimie, un atome peut perdre ou gagner des électrons, mais il ne peut pas perdre ou gagner de protons.

📖 6. Ions et isotopes

🔑 Notions clés & Définitions

• Ion : Atome qui n’est pas électriquement neutre parce que son nombre d’électrons n’est pas égal à son nombre de protons.
• Isotope : Atomes ayant le même nombre de protons et d’électrons mais des nombres différents de neutrons dans leur noyau.

★ À maîtriser

📌 Un cation se forme lorsqu’un atome perd des électrons et devient globalement positif, tandis qu’un anion se forme lorsqu’un atome gagne des électrons et devient globalement négatif.

Compléments

📌 Pour les éléments stables et non radioactifs, le nombre de protons et le nombre de neutrons restent inchangés lors de la formation d’un ion.

💡 Astuce mémo

Ion : électrons différents ; isotope : neutrons différents

📊 Tableaux de synthèse

Particules et propriétés