Modèle de l'atome

Modèle de l'atome

Évolution historique

• Démocrite (Vᵉ av. J.-C.) : "atomos" insécable.
• Dalton (1808) : sphères pleines, masses caractéristiques.
• Thomson (1897) : pudding aux raisins (e⁻ dans une matrice +).
• Rutherford (1911) : noyau + cortège électronique (expérience feuille d'or).
• Bohr (1913) : orbites quantifiées, niveaux d'énergie discrets.
• Schrödinger (1926) : modèle quantique, orbitales (probabilités de présence).

Structure

• Noyau : protons (+, $m_p \approx 1{,}67 \cdot 10^{-27}$ kg) + neutrons (neutres).
• Électrons : $m_e \approx m_p/1836$, charge $-e = -1{,}6 \cdot 10^{-19}$ C.
• Atome neutre : nombre de p⁺ = nombre d'e⁻.
• Dimensions : noyau ~10⁻¹⁵ m, atome ~10⁻¹⁰ m → essentiellement du vide.

Configuration électronique

Règle de Klechkowski : remplissage 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰... Couches K, L, M, N. Électrons de valence (couche externe) → propriétés chimiques.

Quantification de l'énergie (Bohr)

Atome d'hydrogène : $E_n = -13{,}6/n^2$ (eV). Transitions $n_i \rightarrow n_f$ émettent ou absorbent un photon : $\Delta E = h\nu = hc/\lambda$. Spectre de raies caractéristique de chaque élément.

Ions et liaisons

• Cation : perte d'e⁻ (Na⁺). Anion : gain (Cl⁻).
• Liaison ionique (Na⁺Cl⁻), covalente (partage de doublets, H₂O), métallique (mer d'e⁻).
• Règle de l'octet/duet : stabilité avec 8 (ou 2) e⁻ de valence.

Tableau périodique

Mendeleïev (1869). Lignes (périodes) = couche externe ; colonnes (groupes) = propriétés chimiques. Alcalins, halogènes, gaz nobles…