Atomes et Molécules

« i Fondateur de la phys ique nucléaire , a lord Ernest Rutherford a découvert que l'atome est const itué d'un noyau de charge positive autour duquel gravitent les électrons.

émettait une lumière de couleur verte (c'est un rayon de même nature qui sera utilisé plus tard dans les téléviseurs).

En 1894, le physicien anglais Joseph John Thomson (1856-1940) étudia la nature de ce rayonnement et montra qu'il s ' agissait en fait d'un flux de particules chargées négativement: les électrons.

Il supposa que ces particules étaient émises par les atomes, mais, faute de pouvoir mesurer exactement leur charge et leur masse , il n'était pas en mesure de com­ prendre comment elles intervenaient dans la structure de l'atome.

Thomson imagina un modè­ le atomique où les électrons étaien t incorporés dans un noyau léger, chargé positivement.

Or cette structure ne rendait pas comp te du comportemen t expérimental des atomes.

En 1911, l'un de ses anc iens élèves, Ernest Ruther­ ford (1871-1937), proposa un nouv eau modèle capable d'exp liqu er les phénomènes observés: l'atome est comparable à un système solaire, constitué en son centre d'un noyau , relativement lourd et chargé positivement, autour duquel gravi­ tent les électrons, légers et de charge négative .

En 1920, Niels Bohr (1885-1962) réussit à mettre en évidence les charges positives du noyau: ce sont les protons , de même charge que les électrons, mais de signe positif.

En 1932 , sir James Chadwick (1891-1974) découvre les seconds constituants de base du noyau: les neutrons , particules sans charge électrique.

Telle est la description de l'édi­ fice atomique qui servira par la suite de base à la réflexion scientifique, notamment en chimie.

Les éléments chimiques De même qu'ils identifiai ent la structure des atomes, les scientifiques entreprenaient de les classer en les regroupant selon leurs princi­ pales propriétés.

Le chimiste russe Mendeleïev (1834-1907) proposa une table fondée sur le nombre de protons de l'atome, appelé nombre atomique.

Il n'existe que 92 éléments naturels , dont l es noyaux comportent de 1 à 92 protons.

L'hydrogène , le fer, le mercure sont des exemples d'éléments natur els.

Les physiciens parviennent aujourd'hui à pro­ duire artificiellement de nouveaux éléments chi­ miques comportant davantage de protons, en bombardant à très grande vitesse des particules­ cibles avec des particules-projectiles dans des appareils appelés accélérateurs de particules.

Ces éléments artificiels ont une durée de vie limit ée parce qu'ils se désint ègrent à la longue en noyaux stables de plus faible masse.

Mais bien qu'éphémères , les éléments artificie ls permettent de mieux comprendre les phénomènes qui se déroulent au sein du noyau de l'atome : c'est l'ob­ jet de la physique nucléaire .

Dans la plupart des réactions , les énergies mises en jeu sont trop faibles pour que le noyau soit perturbé; seu les les couches d'électrons les plus éloignées du noyau interagissent: c'est le domaine de la chimie, qui étudie notamment la formation des molécules (assoc iation d'atomes ).

Lorsque les molécules constitutives d'un corps comportent des atomes de m ê me espèce, on parle de corps simple .

Les molécules du gaz d'hy­ drogène , par exemple, sont constituées de deux atomes d'hydrogène.

En revanche , dans un corps composé, les molécules sont formées d'atomes de différentes espèces.

Ainsi, dans une mol écu le d'eau, on distingue deux atomes d'hydrogène et un atom e d'oxygène.

Beaucoup plus complexes, les protéines des organismes vivants comportent ......

Certaines molécules regroupent plusieurs milliers d 'atomes .

Il en est ainsi de la molécule d 'ADN , qui contient le patrimoine génétique des êtres vivants.

' Réseau dessiné par la décharge brutale d 'une plaque de plastique chargée d'électricité .

' Le noyau d 'hydrogène (1) a un seul proton.

Un noyau d'hélium (2) comporte deux protons et deux neutrons.

Celui de lithium 7 (3) a trois protons et quatre neutrons.. »