le Modèle atomique de Rutherford est la description de l'atome créé par le physicien britannique Ernest Rutherford (1871-1937) quand en 1911 il découvrit le noyau atomique, grâce aux fameuses expériences de diffusion qui portent son nom.
L'idée de l'atome ("indivisibleEn grec) en tant que plus petit composant de la matière, il s'agissait d'une création intellectuelle née dans la Grèce antique, vers 300 avant JC. Comme tant d'autres concepts grecs, le concept d'atome est développé sur la base de la logique et de l'argumentation, mais pas sur l'expérimentation..
Les philosophes atomistes les plus notables étaient Démocrite d'Abdera (460 - 360 avant JC), Epicure de Samos (341 - 270 avant JC) et Titus Lucrèce (98 - 54 avant JC). Les Grecs ont conçu quatre types d'atomes différents qui correspondaient aux quatre éléments qui, selon eux, constituaient la matière: l'air, l'eau, la terre et le feu..
Plus tard, Aristote ajoutera un cinquième élément: l'éther qui forma les étoiles, puisque les quatre autres éléments étaient purement terrestres.
Les conquêtes d'Alexandre le Grand, dont Aristote était un enseignant, ont élargi ses croyances à travers le monde antique, de l'Espagne à l'Inde et donc, pendant des siècles, l'idée de atome créait une place à part dans le monde de la science.
Index des articles
Les idées des philosophes grecs sur la structure de la matière sont restées vraies pendant des centaines d'années, jusqu'à ce qu'un chimiste et enseignant anglais nommé John Dalton (1776-1844) publie les résultats de ses expériences en 1808..
Dalton a convenu que les éléments sont constitués de particules extrêmement petites, appelées atomes. Mais il est allé plus loin en affirmant que tous les atomes d'un même élément sont égaux, ont la même taille, la même masse et les mêmes propriétés chimiques, ce qui les fait rester inchangés lors d'une réaction chimique..
Il s'agit du premier modèle atomique scientifiquement fondé. Comme les Grecs, Dalton a continué à considérer l'atome comme indivisible, donc dépourvu de structure. Cependant, le génie de Dalton l'a amené à observer l'un des grands principes de conservation de la physique:
Et il a établi la manière dont les composés chimiques étaient formés par des «atomes composés» (molécules):
Le 19e siècle a été le grand siècle de l'électricité et du magnétisme. Quelques années après les publications de Dalton, les résultats de certaines expériences mettent en doute les scientifiques sur l'indivisibilité de l'atome..
Le tube de Crookes était un appareil conçu par le chimiste et météorologue britannique William Crookes (1832-1919). L'expérience que Crookes a menée en 1875 consistait à placer, à l'intérieur d'un tube rempli de gaz à basse pression, deux électrodes, l'une appelée cathode et un autre appelé anode.
En établissant une différence de potentiel entre les deux électrodes, le gaz brillait d'une couleur caractéristique du gaz utilisé. Ce fait suggérait qu'il y avait une certaine organisation particulière au sein de l'atome et que, par conséquent, elle n'était pas indivisible..
De plus, ce rayonnement a produit une faible fluorescence sur la paroi du tube de verre devant la cathode, découpant l'ombre d'une marque en forme de croix située à l'intérieur du tube..
C'était un rayonnement mystérieux connu sous le nom de "rayons cathodiques", qui voyageait en ligne droite jusqu'à l'anode et était très énergique, capable de produire des effets mécaniques, et qui était dévié vers une plaque chargée positivement ou également à travers des aimants..
Le rayonnement à l'intérieur du tube de Crookes ne pouvait pas être des ondes, car il transportait une charge négative. Joseph John Thomson (1856-1940) a trouvé la réponse en 1887 quand il a trouvé la relation entre la charge et la masse de ce rayonnement, et a constaté que c'était toujours la même: 1,76 x 10Onze C / Kg., Indépendamment du gaz enfermé dans le tube ou du matériau utilisé pour fabriquer la cathode.
Thomson a appelé ces particules corpuscules. En mesurant sa masse par rapport à sa charge électrique, il a conclu que chaque corpuscule était beaucoup plus petit qu'un atome. Par conséquent, il a suggéré qu'ils doivent en faire partie, découvrant ainsi le électron.
Le scientifique britannique a été le premier à esquisser un modèle graphique de l'atome, en dessinant une sphère avec des points insérés, qui en raison de sa forme a reçu le surnom de «pudding de prune». Mais cette découverte a soulevé d'autres questions:
En 1898, Rutherford avait identifié deux types de rayonnement de l'uranium, qu'il appelait alpha Oui bêta.
La radioactivité naturelle avait déjà été découverte par Marie Curie en 1896. Les particules alpha sont chargées positivement et ne sont que des noyaux d'hélium, mais à cette époque le concept de noyau n'était pas encore connu. Rutherford était sur le point de le découvrir.
L'une des expériences que Rutherford a menées en 1911 à l'Université de Manchester, avec l'aide de Hans Geiger, consistait à bombarder une fine feuille d'or avec des particules alpha, dont la charge est positive. Autour de la feuille d'or, il a placé un écran fluorescent qui leur a permis de visualiser les effets du bombardement..
En étudiant les impacts sur l'écran fluorescent, Rutherford et ses assistants ont observé que:
Les observations 2 et 3 ont surpris les chercheurs et les ont amenés à supposer que la personne responsable de la diffusion des rayons doit avoir une charge positive et qu'en vertu de l'observation numéro 1, cette personne responsable était beaucoup plus petite que celle des particules alpha..
Rutherford lui-même a dit à ce sujet que c'était "... comme si vous tiriez un projectile naval de 15 pouces sur une feuille de papier et que le projectile rebondissait et vous frappait." Cela ne peut certainement pas être expliqué par le modèle de Thompson.
Analysant ses résultats du point de vue classique, Rutherford avait découvert l'existence du noyau atomique, où se concentrait la charge positive de l'atome, ce qui lui conférait sa neutralité..
Rutherford a continué ses expériences de diffusion. En 1918, la nouvelle cible des particules alpha était les atomes d'azote gazeux..
De cette manière, il détecta des noyaux d'hydrogène et sut immédiatement que le seul endroit d'où ces noyaux pouvaient provenir était l'azote lui-même. Comment était-il possible que les noyaux d'hydrogène fassent partie de l'azote?
Rutherford a alors suggéré que le noyau d'hydrogène, un élément déjà attribué au numéro atomique 1, doit être une particule fondamentale. Je l'appelle proton, Mot grec pour désigner premier. Ainsi, les découvertes du noyau atomique et du proton sont dues à ce brillant néo-zélandais.
Le nouveau modèle était très différent du Thompson. Voici ses postulats:
Les calculs de Rutherford indiquaient un noyau de forme sphérique et un rayon aussi petit que 10-quinze m, la valeur du rayon atomique étant environ 100000 fois supérieure, les noyaux étant relativement éloignés: de l'ordre de 10-dix m.
Cela explique pourquoi la plupart des particules alpha traversaient la feuille sans à-coups ou avaient peu ou pas de déflexion..
Vu à l'échelle des objets du quotidien, l'atome de Rutherford serait composé d'un noyau de la taille d'une balle de baseball, alors que le rayon atomique serait d'environ 8 km. Par conséquent, l'atome peut être considéré presque tout comme un espace vide..
Grâce à sa ressemblance avec un système solaire miniature, il est devenu connu comme le «modèle planétaire de l'atome». La force d'attraction électrostatique entre le noyau et les électrons serait analogue à l'attraction gravitationnelle entre le soleil et les planètes..
Cependant, il y avait certains désaccords concernant certains faits observés:
Malgré ces limitations et le fait qu'il existe aujourd'hui des modèles beaucoup plus sophistiqués en phase avec les faits observés, le modèle atomique de Rutherford est toujours utile pour que l'étudiant ait une première approche réussie de l'atome et de ses particules constitutives..
Dans ce modèle de l'atome, le neutron n'apparaît pas, autre constituant du noyau, qui n'a été découvert qu'en 1932.
Peu de temps après que Rutherford ait proposé son modèle planétaire, en 1913 le physicien danois Niels Bohr le modifiera pour expliquer pourquoi l'atome n'est pas détruit et nous sommes toujours là pour raconter cette histoire..
Modèle atomique de Schrödinger.
Modèle Atomic de Broglie.
Modèle atomique de Chadwick.
Modèle atomique de Heisenberg.
Le modèle atomique de Perrin.
Le modèle atomique de Thomson.
Modèle atomique de Dirac Jordan.
Modèle atomique de Démocrite.
Modèle atomique de Bohr.
Modèle atomique de Dalton.
Personne n'a encore commenté ce post.