Qu’est-ce qu’un atome ? Explication et exemples

Même si nous devions utiliser les microscopes les plus capables et les plus puissants pour voir de minuscules particules, les atomes sont si petits que l’utilisation de ces microscopes serait insuffisante pour les voir. Les microscopes électroniques à balayage ont pu capturer des images d’atomes en mouvement, par exemple deux atomes de rhénium se joignant pour former une molécule. En tout cas, ce qui a été capturé est pratiquement « méconnaissable », comme on peut le voir dans les trois dernières références de l’article.

Par conséquent, les expériences pour découvrir la structure et le comportement des atomes doivent être menées avec un grand nombre d’entre eux. À partir des résultats de ces expériences, nous pouvons essayer de construire un modèle hypothétique d’un atome qui se comporte comme l’atome réel.

Les molécules sont constituées d’un ou plusieurs atomes, reliés par des liaisons covalentes ou autres. Ainsi, les atomes peuvent être représentés par des cercles avec un noyau au centre. Ce noyau contient des protons et des neutrons. De plus, il est entouré d’une ou plusieurs zones externes qui représentent les «enveloppes» ou «niveaux», techniquement appelées orbitales atomiques, dans lesquelles se trouvent les électrons qui entourent le noyau de l’atome.

Définition chimique de l’atome

L’atome est la plus petite particule d’un élément, qui peut ou non avoir une existence indépendante mais qui participe toujours à une réaction chimique . Un atome est également défini comme la plus petite unité qui conserve les propriétés d’un élément.

D’autre part, tous les atomes d’un même élément sont identiques et différents éléments ont différents types d’atomes . Les atomes, lorsqu’ils interagissent, produisent des réactions chimiques.

Comment se forme un atome ?

Les protons, les neutrons et les électrons sont appelés particules subatomiques. Ces particules sont responsables de la formation des atomes. D’un point de vue quantique, les particules subatomiques énumérées sont constituées à leur tour par d’autres encore plus élémentaires, dont l’étude correspond à la Physique fondamentale. Les neutrons et les protons ont à peu près la même masse, alors que la masse d’un électron est négligeable en comparaison. D’autre part, alors qu’un électron a une charge négative et qu’un proton a une charge positive, un neutron n’a aucune charge. Or, un atome contient le même nombre de protons et d’électrons, et donc, dans son ensemble, un atome n’a pas de charge.

D’autre part, le noyau d’un atome ne contient que des protons et des neutrons, il est donc chargé positivement. Les électrons, quant à eux, occupent la région de l’espace entourant le noyau. Par conséquent, la majeure partie de la masse est concentrée dans le noyau, qui est le centre de l’atome. Le noyau contient des neutrons et des protons, qui donnent à l’atome sa masse et ses charges positives. Un neutron n’a pas de charge et a une masse qui est considérée comme l’unité.

Le proton porte une seule charge positive et a également une masse de un. Ainsi, le numéro atomique d’un élément est égal au nombre de protons ou de charges positives dans le noyau. D’autre part, il y a le poids atomique d’un élément. Ceci est déterminé en ajoutant le nombre total de protons et de neutrons dans le noyau (rappelons que la masse des électrons est négligeable en comparaison).

En revanche, un électron a une seule charge négative. Pour que l’atome d’un élément ait une charge nulle, il doit avoir le même nombre d’électrons que de protons. Ces électrons sont disposés en zones (orbitales) autour du noyau de l’atome.

Quelle est la taille d’un atome ?

La taille d’un atome est extrêmement petite. Une couche d’atomes aussi épaisse qu’une fine feuille de papier est composée de milliards d’atomes. Il est impossible de mesurer la taille d’un atome isolé car, comme le démontre la physique quantique, il est impossible de localiser précisément les positions des électrons entourant le noyau.

Cependant, il est possible de calculer la taille d’un atome en supposant que la distance entre les atomes voisins est la moitié du rayon de cet atome. Le rayon atomique est généralement mesuré en nanomètres (nm) :

1m = 10 ^9nm

La théorie atomique de Dalton

La théorie atomique de Dalton est une théorie scientifique de la nature de la matière proposée par le scientifique anglais John Dalton en 1808. Avec cette théorie, Dalton a établi que toute matière était composée de petites particules indivisibles appelées «atomes».

Dans la théorie proposée par Dalton, le scientifique suggère que toutes les substances sont constituées d’atomes et que les atomes sont des unités qui ne peuvent être ni divisées ni détruites. Cette théorie propose également que, bien que tous les éléments soient constitués d’atomes de tailles et de masses différentes, tous les atomes d’un même élément ont la même taille et la même masse.

La théorie atomique de Dalton a d’autres postulats, ceux-ci sont indiqués ci-dessous.

• La matière est composée de minuscules particules appelées atomes.
• Les atomes sont des particules indivisibles qui ne peuvent pas être détruites ou créées par des réactions chimiques.
• Tous les atomes d’un élément ont des propriétés chimiques et des masses identiques, tandis que les atomes d’éléments différents ont des propriétés chimiques et des masses différentes.
• Les atomes se combinent dans de petits rapports entiers pour former des composés.
• La matière est tout dans notre environnement. Il a des unités structurelles et fondamentales de base, précisément des atomes.

Cette théorie, clé pour comprendre la nature de la matière, a été largement supplantée par, entre autres, la mécanique quantique. Cependant, il continue d’être un outil utile pour comprendre les propriétés macroscopiques de la matière et la plupart des phénomènes étudiés par la chimie.

conclusion

Pour finir de comprendre ce qu’est un atome, examinons le concept de matière avec un exemple.

Prenons un livre d’histoires et décomposons sa structure. Le livre contient de nombreuses pages, chaque page est composée de paragraphes et chaque paragraphe contient de nombreuses phrases. Chaque phrase comportera alors de nombreux mots et chaque mot comportera des caractères, c’est-à-dire des lettres.

C’est exactement le même cas lorsque nous considérons la matière du point de vue de la théorie de Dalton, selon laquelle elle peut être divisée en molécules, ce qui est la plus petite chose en laquelle une substance peut être divisée sans perdre son essence. Les molécules, à leur tour, sont constituées d’un ou plusieurs types d’atomes. Les atomes, qui sont la plus petite particule d’un élément, sont constitués de particules subatomiques : protons, électrons et neutrons.

Sources

• En ligneLeal, S. (2010). Constitution de la matière .
• Molina, R. (sf). l’atome . Institut de la structure de la matière.
• Planas, O. (2013). Qu’est-ce qu’une molécule ?
• https://www.larazon.es/ciencia/20200131/fie2hkdhebefrgg67mcaht7fvy.html
• https://wp.icmm.csic.es › 2009/02 › voir_atomes (pdf)
• https://www.europapress.es/ciencia/laboratorio/noticia-nitidez-imagen-atomos-alcanza-niveles-limite-20210521164505.html