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Modélisation théorique
de composés chimiques.Crédit :
D.R. L w L'idée que la matière est composée d'éléments insécables est apparue dès le V e siècle avant l'Ère Chrétienne. De 1600 à 1800, le recours à des entités extrêmement petites (molécules ou atomes) pour décrire la matière se trouve sous la plume d'auteurs réputés : Galilée dans "Il Saggiatore
ou Descartes dans "Le Monde
En 1808, John Dalton reprend l'idée d'atomes afin d'expliquer les lois chimiques. Dans sa théorie atomique, il fait l'hypothèse que les particules d'un corps simple sont semblables entre elles, mais différentes lorsque l'on passe d'un corps à un autre. Toute réaction chimique doit alors pouvoir être identifiée comme étant un nouvel agencement d'atomes, ces derniers ne subissant aucune altération. En 1897, Joseph John Thomson montre que les rayons cathodiques sont composés de particules massives et chargées négativement : les électrons. Il imagine alors que les atomes sont constitués d'une matière chargée positivement et aussi pleine d'électrons. En 1908, Jean Perrin démontre définitivement que la matière est constituée d'atomes.En 1911, Ernest Rutherford découvre, en
envoyant des particules sur une feuille d'or, que l'essentiel de la matière atomique est concentrée dans un noyau très petit entouré d'électrons dont le comportement reste à éclaircir. C'est encore lui qui, en 1918, imagine que les noyaux atomiques sont composés de protons, particules beaucoup plus massives que les électrons et chargées positivement. Mais les mesures de masses et de charges des noyaux atomiques démontrent qu'il existe des protons neutres, nommés neutrons dès 1920. JamesChadwick les découvre en 1932.
En 1913, Niels Bohr propose le premier modèle décrivant les niveaux d'énergie des électrons. En 1964, Murray Gell-Mann et Georg Zweig développent la première forme de la théorie des quarks qui ont été mis en évidence en 1968.HISTORIQUE
© F. Bournaud/CEA-Irfu
Le noyau central
protonsneutronsélectrons
nuage électroniqueUn atome d'aluminium (Al)
Représentation symbolique des composants d'un atomeUn noyau d'aluminium
13 électrons
13 protons14 neutrons
REPRÉSENTATION DU
NUAGENoyau atomique
Nuage électronique
Le diamètre du
noyau est à peu près 100 000 fois plus petit que celui de l'atome lui-même le noyau concentre quasiment toute la masse de l'atomeIl est
alors appelé ion groupe 1 1 4 2 5 3 6 72375914
11164813
61015
1217
18La-LuAc-Lr
1 3411
19202122
5723582459256026
612762286329
64306531663267336834
6935703671
555657-71 7273747576777879808182838485862
5678910
131415161718
878889-103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 11812
Ta H Li Be NaK Ca Sc Ti
LaV CeCr PrMn NdFe PmCo SmNi EuCu GdZn TbGa DyGe HoAs ErSe TmBr YbKr LuRb Sr Y Zr
AcNb ThMo PaTc URu NpRh PuPd AmAg CmCd BkIn CfSn EsSb FmTe MdI NoXe LrCs Ba Hf W Re Os Ir Pt Au HgTi Pb BiPoAtRnHe
B C N O F Ne
AlSi P S Cl Ar
Fr RaRf
DbSg Bh Hs Mt Ds Rg Cn
Uu tFl UupLvUus UuoMg1,0079
6,9419,0122
22,989
839,098
340,07844,955947,867
138,905
550,9415
140,11
651,9961
140,907
754,9380
144,24
255,845
[145 ]58,9332 150,3658,6934
151,96
463,546
157,2565,38
158,925
369,723
162,50
072,64
164,930
374,9216
167,25
978,96
168,934
279,904
173,05
483,798
174,966
885,467887,6288,905891,224
[227 ]92,9064232,038
195,96
231,035
9[98]238,028
9101,07
[237 ]102,9055 [244 ]106,42 [243 ]107,8682 [247 ]112,411 [247 ]114,818 [251 ]118,710 [252 ]121,760 [257 ]127,60 [258 ]126,9045 [259 ]131,293 [262132,905
10,81112,010714,006715,999418,998420,1797
26,981
528,085530,973832,06535,45339,948
[223 lithium béryllium sodium potassium calcium scandium titane lanthanevanadium cériumchrome praséodymemanganèse néodymefer prométhiumcobalt samariumnickel europiumcuivre ga doliniumzinc terbiumgallium dys prosiumgermanium holmiumarsenic er biumsélénium thuli umbrome yt terbiumkrypton lutétiumrubidium strontiumyttrium zirconium actin iumniobium thoriummolybdène protactiniumtechnétium uraniumruthénium neptu niumrhodium plutoniumpalladium américiumargent curiumcadmium ber kéliumindium californiumétain einsteiniumantimoine fermiumtellure mendélévium io de nobéliumxénon
lawrenciumcésiumbaryumhafnium tantale tungstènerhéni umosmium iridium platine ormercurethallium plombbismuthpolonium astate radonhélium bore carbone azote oxygène fluor néon aluminiumsilicium phosphore soufre chlore argonfrancium radiumrutherfordiumdubniumseaborgiumbohrium hassiummeitneriumdarmstadtium roentgenium coperniciumununtriumflevoriumununpentium livermorium ununseptium ununoctium
magnésium 26Fe 55,84
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