Pourquoi le modèle de l’atome a-t-il changé ?
Les atomes ne se voient pas à l’œil nu. Les scientifiques construisent donc des modèles pour expliquer les résultats de leurs expériences. Quand de nouveaux résultats ne s’accordent pas avec un ancien modèle, on révise ce modèle. C’est ainsi que quatre modèles différents sont apparus entre 1803 et 1913.
| Modèle | Année | Idée clé | Limite |
|---|---|---|---|
| Dalton | 1803 | L’atome est une boule pleine et indivisible | Ne savait pas que l’atome contient des électrons et un noyau |
| Thomson | 1897 | Des électrons inclus dans une boule de charge positive (« plum-pudding ») | Ne savait pas que la charge positive est concentrée dans un seul noyau |
| Rutherford | 1911 | Un petit noyau positif et dense au centre, avec des électrons autour | N’expliquait pas pourquoi les électrons ne tombent pas sur le noyau |
| Bohr | 1913 | Les électrons tournent sur des couches fixes | Ne convient pas aux atomes qui ont beaucoup d’électrons |
Qu’est-ce qui a changé chaque modèle ?
- Thomson a découvert l’électron en 1897, ce qui a prouvé que l’atome est divisible. Il a publié son modèle en 1904. L’année 1897 indiquée dans le simulateur est celle de la découverte de l’électron.
- Sous la direction de Rutherford, on a envoyé des particules alpha sur une feuille d’or. La plupart des particules ont traversé la feuille en ligne droite, mais quelques-unes ont été déviées avec de grands angles, et certaines sont revenues en arrière. Dans le modèle de Thomson, ce rebond n’aurait pas dû se produire. Conclusion : l’atome est surtout constitué de vide, et sa charge positive et sa masse sont concentrées dans un petit noyau.
- Bohr a proposé qu’un électron ne peut exister qu’à certains niveaux d’énergie. Quand un électron descend à un niveau plus bas, il émet une lumière de couleur précise. Cela expliquait pourquoi l’hydrogène n’émet que certaines couleurs de lumière. Les couleurs du test de flamme sont aussi liées à ce phénomène.
Aujourd’hui, on décrit les électrons par des orbitales, et non par des trajectoires circulaires exactes. Une orbitale est la région de l’espace où l’on a le plus de chances de trouver un électron. Pour aller plus loin, consulte le guide de la configuration électronique.
Découvre les quatre modèles dans l’application Nalukh chem
Appuie sur un bouton pour comparer les modèles de Dalton à Bohr. Ce simulateur fait partie de l’accès complet. Le téléchargement est gratuit, et 2 chapitres et 5 simulateurs sont accessibles sans compte.
Comment utiliser le simulateur ?
- Le simulateur s’ouvre sur le modèle Dalton.
- Choisis un modèle avec les boutons Dalton, Thomson, Rutherford et Bore en bas. Le bouton sélectionné devient jaune.
- La ligne du haut indique le nom du scientifique et l’année. En dessous, l’idée clé du modèle apparaît en une phrase.
- Regarde l’image au centre. Les boules bleues sont les électrons, et les parties orange représentent la charge positive. Dans les modèles Rutherford et Bore, les électrons se déplacent autour du noyau.
Exercices à essayer dans le simulateur
- Trouve les modèles qui ont un noyau. Réponse : Rutherford et Bore.
- Compare la position de la charge positive dans les modèles Thomson et Rutherford. Réponse : dans le modèle de Thomson, elle est répartie dans toute la boule. Dans le modèle de Rutherford, elle est concentrée dans un petit noyau au centre.
- Compte combien d’électrons sont dessinés sur chaque couche du modèle Bore. Réponse : 2 sur la couche interne et 5 sur la couche externe. L’atome d’azote a cette répartition.
Erreurs fréquentes
- Croire que le modèle de Bohr est le modèle définitif. Il donne l’idée de couches, mais il n’explique pas complètement le mouvement des électrons.
- Prendre les tailles de l’image pour des tailles réelles. Le noyau et les électrons sont dessinés assez grands pour être visibles. Un vrai noyau est plusieurs milliers de fois plus petit que l’atome.
- Confondre les années. Dalton a présenté son idée en 1803 et l’a publiée dans un livre en 1808, c’est pourquoi certaines sources indiquent 1808.
