Theorie atomique

Theorie atomique

Théorie atomique

La théorie atomique est une théorie sur la nature de la matière qui stipule que la matière est composée d'unités discrètes appelées atomes qui a supplanté les anciennes croyances que la matière peut être décomposée en divisions infiniment petites.

La théorie atomique moderne

Naissance

Au début du XIXe siècle, John Dalton développa sa théorie atomique dans laquelle il proposa que chaque élément est composé d'atomes d'un seul et unique type et que ces atomes sont immuables et indestructibles mais peuvent se combiner en structures plus complexes. Les historiens ignorent comment Dalton est arrivé à cette conclusion, sauf que cette théorie lui permit d'expliquer plusieurs phénomènes chimiques que lui et ses contemporains étudiaient à l'époque.

Le premier fut la loi de la conservation de la masse, formulée par Antoine Lavoisier en 1789, qui dit que la masse totale d'une réaction chimique reste constante (en d'autres termes, les réactants ont la même masse que les produits). De cela, Dalton conclut que la matière est fondamentalement indestructible.

Le deuxième fut la loi des proportions définies, prouvée par Joseph Louis Proust en 1799. Cette loi dit que si un composé chimique est décomposé en ses constituants, les masses des constituants auront les mêmes proportions, peu importe la quantité ou la source de la substance originelle. Proust a synthétisé du carbonate de cuivre par plusieurs méthodes et a observé que dans chaque cas les ingrédients se combinaient dans les mêmes proportions que celles qu'il obtenait en décomposant le carbonate de cuivre naturel.

Dalton étudia les travaux de Proust et développa sa propre extension, la loi des proportions multiples : si deux éléments forment entre eux plusieurs composés, les rapports des masses du deuxième élément qui se combinent avec la masse fixe du premier élément seront des nombres entiers petits. Une paire de substances que Dalton est supposé avoir étudiée est le monoxyde d'azote (NO) et l'oxygène à l’état gazeux (O2). Dans une combinaison, elles formèrent N2O3, mais quand il doubla la quantité d'oxygène (un rapport 1:2), il obtint le dioxyde d'azote (NO2).

4NO + O2 → 2N2O3

4NO + 2O2 → 4NO2

Dalton se servait aussi de sa théorie pour expliquer pourquoi l'eau absorbe des gaz différents en proportions différentes (par exemple, l'eau absorbe le dioxyde de carbone mieux que l'azote). Il proposa que ceci se produit à cause des différentes masses et tailles des particules de ces gaz (les molécules du dioxyde de carbone sont plus lourdes et grandes que celles de l'azote gazeux).

Représentations de plusieurs molécules et atomes sortis de A New System of Chemical Philosophy par John Dalton (1808).

En 1803, Dalton publia sa liste de masses atomiques pour plusieurs substances. Il a calculé ces masses grâce aux masses relatives avec lesquelles elles se combinaient, en prenant l'hydrogène comme unité de base. Cependant, Dalton n'a pas compris qu'avec certains éléments, les atomes existent en molécules. Par exemple, l'oxygène gazeux est en réalité du dioxygène O2 et non O. Il croyait aussi que le composé le plus simple formé par la réaction de deux éléments ne comporte qu'un atome de chaque espèce (par exemple, il croyait que la formule de l'eau était HO et non H2O). De plus, son équipement était peu précis. Sa liste était donc erronée. En effet, il a, par exemple, estimé l'oxygène comme étant 5.5 fois plus massif que l'hydrogène, alors qu'il est 16 fois plus massif que celui-ci.

L'erreur de Dalton fut corrigée en 1811 par Amedeo Avogadro. Avogadro a proposé que deux volumes égaux de deux gaz différents, à température et pression égales, possèdent des nombres égaux de particules (en d'autre termes, la masse des particules n'affecte pas le volume). Cette découverte lui a permis de déduire la nature diatomique de nombreux éléments en étudiant les proportions dans lesquelles ces gaz se combinent avec d'autres éléments. Par exemple: si deux litres d'hydrogène se combinent avec un litre d'oxygène pour former deux litres d'eau en vapeur (à température et pression constante), cela signifie que les molécules d'oxygène se divisent en deux pour former avec l'hydrogène deux molécules d'eau. Avogadro fournit donc des estimations plus correctes pour plusieurs éléments.

En 1827, Robert Brown observa que les particules de poussière flottant dans l'eau gigotent sans aucune raison apparente. En 1905, Albert Einstein proposa que ce phénomène soit dû aux molécules d'eau qui bombardent la poussière sans cesse. Il décrit ce gigotement à l'aide d’un modèle mathématique qui fut validé en 1908 par Jean Perrin. Ce résultat prouva définitivement l'existence des atomes.

La découverte des particules subatomiques

Lorsque le modèle de Dalton fut accepté, les scientifiques crurent que les atomes étaient les particules fondamentales de la matière, jusque 1897, quand J.J. Thomson découvrit l'électron en réalisant des expériences avec les rayons cathodiques. Un tube de Crookes est une tube en verre scellé contenant deux électrodes séparées par un vide. Quand un potentiel électrique est appliqué entre les deux électrodes, des rayons cathodiques sont produits. Ces rayons produisent un point lumineux à l'autre bout du tube. Les scientifiques de cette époque savaient que les rayons cathodiques pouvaient être déviés par un champ magnétique; Thomson découvrit qu'ils pouvaient aussi être déviés par un champ électrique. Il en conclut que ces rayons étaient composés de particules de charge négative.

Thomson pensa que ces particules provenaient des atomes de l'électrode. Si les atomes sont composés de ces particules, cela veut dire que les atomes sont divisibles. Afin d'expliquer la charge neutre des atomes, Thomson proposa que ces particules négatives étaient distribuées dans un nuage uniforme de charge positive.

  • Portail de la chimie Portail de la chimie
  • Portail de la physique Portail de la physique

Ce document provient de « Th%C3%A9orie atomique ».

Wikimedia Foundation. 2010.

Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Theorie atomique de Wikipédia en français (auteurs)

Игры ⚽ Нужно решить контрольную?

Regardez d'autres dictionnaires:

  • Théorie atomique — La théorie atomique est une théorie sur la nature de la matière qui stipule que la matière est composée d unités discrètes appelées atomes qui a supplanté les anciennes croyances que la matière peut être décomposée en divisions infiniment petites …   Wikipédia en Français

  • atomique — [ atɔmik ] adj. • 1585; de atome 1 ♦ Philos. et phys. anc. Qui a rapport aux atomes (1o). 2 ♦ (déb. XIXe) Chim. Qui a rapport aux atomes (2o). Masse atomique : rapport de la masse de l atome considéré au douzième de la masse du carbone 12. Unité… …   Encyclopédie Universelle

  • théorie — [ teɔri ] n. f. • 1496; « science de la contemplation » 1380; rare av. XVIIe; lat. ecclés. theoria, mot gr. « observation, contemplation », de theôrein « observer » I ♦ 1 ♦ Ensemble d idées, de concepts abstraits, plus ou moins organisés,… …   Encyclopédie Universelle

  • Atomique — Atome Un atome (grec ancien ατομος [atomos], « que l on ne peut diviser »)[1] est la plus petite partie d un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre. Il est généralement constitué d un noyau composé de protons… …   Wikipédia en Français

  • ATOMIQUE — adj. des deux genres T. de Chimie Qui a rapport aux atomes. Doctrine atomique. Poids atomique, Poids indiquant la proportion dans laquelle une substance se combine avec une quantité déterminée d’une autre substance. Théorie atomique, Théorie des… …   Dictionnaire de l'Academie Francaise, 8eme edition (1935)

  • atomique — (a to mi k ) adj. Terme de chimie. Poids atomique, poids exprimant la proportion toujours définie dans laquelle une substance se combine avec une quantité déterminée d une autre substance. Comme il est purement relatif, on prend pour unité le… …   Dictionnaire de la Langue Française d'Émile Littré

  • Theorie des quanta — Théorie des quanta Cet article fait partie de la série Mécanique quantique Postulats de la mécanique quantique Histoire de la …   Wikipédia en Français

  • Théorie quantique — Théorie des quanta Cet article fait partie de la série Mécanique quantique Postulats de la mécanique quantique Histoire de la …   Wikipédia en Français

  • Theorie des modeles — Théorie des modèles La théorie des modèles est une théorie de la vérité mathématique. Elle consiste essentiellement à dire qu’une théorie est mathématiquement valide si on peut définir un univers dans lequel elle est vraie. Sommaire 1… …   Wikipédia en Français

  • ATOMIQUE (PHYSIQUE) — La physique atomique est une discipline de la physique au même titre que la physique nucléaire ou que la physique de la matière condensée. Elle s’intéresse à des édifices simples – atomes, atomes ionisés (ou ions), éventuellement molécules à… …   Encyclopédie Universelle

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”