Atomes et ions
I) L'atome : un modèle pour comprendre la chimie :
Dès 420 avant JC, Démocrite (philosophe grec) a l’intuition de l’existence des atomes et invente leur nom (« atomos » en grec qui signifie insécable). Aristote (philosophe grec) conteste cette existence et son prestige est tel qu’il faut attendre le début du XIXème siècle pour que cette idée reprenne vie. • En 1805, John Dalton annonce au monde l’existence des atomes. • En 1881, J. J.Thomson découvre l’un des composants de l’atome. Il s’agit de particules élémentaires négatives appelées en 1891 : électrons. • Au début du XXème siècle, l’ambition des physiciens est de proposer un modèle de l’atome en précisant la répartition de la charge électrique à l’intérieur de celui-ci. • En 1904, Thomson partant de l’idée que l’atome est électriquement neutre, pense qu’il doit contenir des charges positives qui doivent compenser les charges négatives des électrons. Il suppose que la charge positive est répartie dans un petit volume (qui peut avoir la forme d’une sphère) et qu’elle est parsemée d’électrons (pudding de Thomson). • En 1910 Rutherford bombarde différents échantillons de matière (cuivre, or, argent) avec des particules « alpha » (de taille très petite) et il déduit de son expérience que la charge positive doit occuper un tout petit volume qu’il appelle « noyau ». Après « un petit calcul » il trouve que la majorité de la masse de l’atome est concentrée dans un noyau minuscule. Les dimensions du noyau sont de l’ordre de 10-15m (100 000 fois moins que les dimensions de l’atome, dont le diamètre est de l’ordre de 10-10m) et sa charge totale est un multiple entier de la charge de l’électron (au signe près). • Rutherford pense alors au « modèle planétaire » pour décrire un atome. En effet la masse du système solaire est essentiellement concentrée dans le Soleil tout comme celle de l’atome est concentrée dans le noyau. Il propose donc comme modèle un tout petit noyau chargé positivement et comportant