Nous expliquons ce qu’est un atome et comment chacune de ses parties est constituée. De plus, son histoire, des études à son sujet et ce qu’est une molécule.
Qu’est-ce qu’un atome ?
La plus petite unité de matière est connue sous le nom d’atome .
Le mot atome vient du grec ancien ( atomon , « sans division ») et a été inventé par les premiers philosophes pour théoriser sur la composition des choses, c’est-à-dire les particules élémentaires de l’ univers . Depuis lors, avec l’émergence des modèles atomiques , la façon de les imaginer a énormément changé, car un modèle atomique a succédé au précédent à travers les siècles, jusqu’à atteindre celui que nous utilisons aujourd’hui.
Les atomes ont les propriétés de l’élément chimique qu’ils composent et, à leur tour, les éléments sont organisés et classés en fonction de leurs numéros atomiques , de leur configuration électronique et de leurs propriétés chimiques dans le tableau périodique des éléments.
Le même élément chimique peut être composé de différents atomes de la même classe, c’est-à-dire avec le même numéro atomique (nombre de protons que possède chaque atome de l’élément), même si leurs masses atomiques sont différentes.
Par exemple, il existe différents atomes du même élément qui diffèrent par leur nombre de neutrons , et sont appelés isotopes, un cas représentatif sont les isotopes de l’élément carbone ( 12 C, 13 C, 14 C). Ensuite, chaque atome appartient ou non au même élément chimique, selon son nombre de protons, donc les atomes ayant le même nombre de protons appartiennent au même élément chimique.
Comment est fait un atome ?
Les atomes sont constitués d’un noyau et d’un ou plusieurs électrons (qui ont une charge négative) autour de lui. Le noyau est composé de particules appelées protons et neutrons. Les protons sont chargés positivement et les neutrons sont neutres. L’ensemble des protons et des neutrons est appelé nucléons.
Les protons et les électrons s’attirent par la force électromagnétique (interaction des particules chargées avec les champs électriques et magnétiques), tandis que les protons et les neutrons s’attirent par la force nucléaire (force subie uniquement par les particules qui composent le noyau atomique).
Comment les atomes se combinent-ils ?
Les atomes peuvent se combiner entre eux pour former des liaisons chimiques , ce qui se produit lorsqu’ils partagent leurs électrons d’une manière ou d’une autre. Les liaisons chimiques peuvent être covalentes , ioniques et métalliques , donnant naissance à des composés moléculaires covalents, des réseaux ioniques ou des composés métalliques (bien qu’il soit important de noter qu’aucune liaison chimique n’est absolument covalente ou ionique). De cette façon, les atomes peuvent se combiner pour former des molécules simples comme l’eau , ainsi que pour former des macromolécules complexes comme les protéines , l’ADN et l’ARN .
Si les atomes se distinguent les uns des autres grâce à la configuration de leurs particules , il est également vrai que tous les atomes d’un même élément sont exactement identiques : les atomes d’hydrogène du Soleil sont les mêmes que ceux qui composent notre corps, et le Carbone les atomes du corps d’un chien sont identiques à ceux qui composent un diamant. La différence réside dans la façon dont les atomes sont combinés pour constituer les différents composés chimiques qui composent les organes et les systèmes d’organes des êtres vivants , les matériaux générés dans l’industrie et toute la matière qui compose l’univers.
Cela peut vous aider : le modèle atomique de Rutherford
parties d’un atome
Les atomes sont constitués de deux parties essentielles :
- Le noyau. Environ 99,94% de la masse d’un atome est concentrée dans le noyau, où se trouvent les protons et les neutrons (appelés ensemble « nucléons »), maintenus ensemble par de fortes forces nucléaires, qui empêchent les protons d’atteindre le noyau. Ils se repoussent car ils ont la même charge électrique.
- Orbitales atomiques. Une orbitale décrit une région de l’espace entourant le noyau atomique dans laquelle la probabilitétrouver un électron est très élevé. Ces régions ont des formes différentes qui sont obtenues à la suite de la résolution de l’équation de Schrödinger stationnaire. Erwin Schrödinger était un scientifique autrichien qui a développé cette équation en 1925 pour calculer l’évolution d’une particule subatomique, comme les électrons. Ainsi, les électrons forment une sorte de « nuage » autour du noyau, qui est représenté par la forme des orbitales atomiques. D’autre part, chaque orbitale atomique correspond à une certaine valeur d’énergie pour les électrons, ils sont donc organisés en fonction de leurs valeurs d’énergie. La figure suivante montre les formes des premières orbitales atomiques :
histoire de l’atome
Le premier à formuler l’idée de l’existence des atomes fut le philosophe grec Démocrite (Ve-VIe siècles av. J.-C.) sur la base de spéculations purement imaginaires (comme la science était comprise à l’époque).
Ses études ont été reprises par des philosophes ultérieurs tels que Leucippe et Epicure, mais il a été ignoré au Moyen Âge , éclipsé par l’explication créationniste du monde, qui attribuait tout à Dieu.
Il a fallu attendre 1773 lorsque le chimiste français Antoine de Lavoisier postula sa théorie sur la non-création ou la destruction de la matière (elle ne fait que transformer) ou Loi de la conservation de la masse , ce qui permit à John Dalton de formuler la première théorie en 1804 moderne. atomique.
Les spécialistes successifs de la physique et de la chimie se sont inspirés de ses travaux pour proposer des systèmes meilleurs et plus complexes pour comprendre les particules fondamentales de la matière. Par la suite, de nouveaux modèles atomiques ont été proposés jusqu’à atteindre les plus utilisés aujourd’hui.
La structure actuellement acceptée est celle dérivée des expériences de Rutherford en 1911, ainsi que des formulations de Niels Bohr, Schrödinger et Heisenberg.
Molécule
L’ union de deux ou plusieurs atomes par des liaisons chimiques pour former une structure plus complexe et électriquement neutre est connue sous le nom de molécule . Les liaisons chimiques peuvent être covalentes ou ioniques.
Les molécules peuvent être constituées d’atomes d’un même élément chimique , par exemple la molécule d’oxygène (O 2 ), ou d’atomes d’éléments chimiques différents, par exemple la molécule de glucose. Les gaz monoatomiques, par exemple l’hélium (He), sont également considérés comme des molécules.
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