Chimie - Structure de l'atome
introduction
En 1900, on découvrit que l'atome n'était pas une simple particule indivisible, mais qu'il contenait plutôt des particules subatomiques.
J.J. Thomson découvert la particule sous-atomique à savoir ‘electron.’
JJ Thomson a été la première personne à proposer un model pour la structure d'un atome.
En 1886, E. Goldstein découvrit la présence de nouvelles radiations dans une décharge gazeuse et les nomma canal rays.
Une autre particule subatomique chargée positivement a été découverte avec des expériences de rayons de canal et l'a nommée proton.
Modèle d'atome de Thomson
Thomson a proposé qu'un atome se compose d'une sphère chargée positivement et que les électrons (charge négative) y sont incorporés (comme le montre l'image ci-dessous).
En outre, Thomson a déclaré que les charges négatives et positives sont de magnitude égale. Ainsi, l'atome dans son ensemble est électriquement neutre.
Modèle d'atome de Rutherford
E. Rutherford est connu comme le «père» de la physique nucléaire.
Rutherford est largement connu pour ses travaux sur la radioactivité et la découverte de la nucleus d'un atome avec l'expérience de la feuille d'or (comme le montre l'image ci-dessous.
Rutherford a dit que dans un atome, il y a un centre chargé positivement connu sous le nom de nucleus.
Rutherford a dit que presque toute la masse d'un atome existe dans le noyau.
Selon Rutherford, les électrons tournent autour du noyau sur des orbites bien définies.
Modèle d'atome de Bohr
Neils Bohr a encore élargi le modèle de Rutherford et amélioré ses inconvénients.
Selon Bohr, seules certaines orbites spéciales appelées orbites discrètes d'électrons sont autorisées à l'intérieur de l'atome.
Bohr a déclaré que les électrons ne rayonnent pas d'énergie lorsqu'ils tournent sur des orbites discrètes.
Bohr a nommé les orbites ou les coquilles comme des niveaux d'énergie (comme le montre l'image ci-dessous).
Bohr a représenté ces orbites ou coquilles par les lettres K, L, M, N,… ou les nombres, n = 1,2,3,4,….
Neutron
En 1932, J. Chadwick découvrit une nouvelle particule subatomique, à savoir le neutron.
Le neutron n'a pas de charge et une masse presque égale à celle d'un proton.
Les neutrons sont présents dans le noyau de tous les atomes, à l'exception de l'hydrogène.
Électrons répartis dans différentes orbites (coquilles)
Le nombre maximum d'électrons pouvant être présents dans une coquille est donné par la formule 2n2.
‘n’ est le numéro d'orbite ou l'indice de niveau d'énergie, c'est-à-dire 1, 2, 3,….
Selon la formule donnée -
Première orbite ie K-shellsera = 2 × 1 2 = 2
Deuxième orbite ie L-shellsera = 2 × 2 2 = 8
Troisième orbite ie M-shellsera = 2 × 3 2 = 18
Quatrième orbite ie N-shellsera = 2 × 4 2 = 32
De même, le nombre maximal d'électrons pouvant être logés dans l'orbite la plus externe est de 8.
Les électrons ne sont pas remplis dans une coquille donnée, à moins que les coquilles internes ne soient remplies. Cela signifie que les coquilles sont remplies par étapes; à partir de la coque intérieure à la coque extérieure.
Valence
Les électrons, ceux qui sont présents dans la coquille la plus externe d'un atome, sont connus sous le nom de valence électrons.
Selon le modèle de Bohr-Bury, la couche la plus externe d'un atome peut avoir un maximum de 8 électrons.
Numéro atomique
Le nombre total de protons, présents dans le noyau d'un atome, est appelé atomic number.
Le nombre de protons d'un atome détermine le numéro atomique.
Le numéro atomique est désigné par ‘Z’.
Les protons et les neutrons sont appelés collectivement nucleons.
Nombre de masse
La somme du nombre total de protons et de neutrons, présents dans le noyau d'un atome, est connue sous le nom de mass number.
Les isotopes
Les atomes du même élément, ayant le même numéro atomique mais des nombres de masse différents, sont appelés isotopes. Par exemple, l'atome d'hydrogène a trois isotopes à savoir le protium, le deutérium et le tritium.
Les propriétés chimiques des isotopes d'un atome sont similaires mais leurs propriétés physiques sont différentes.
Isobares
Les atomes de différents éléments avec des numéros atomiques différents, qui ont le même numéro de masse, sont appelés isobares. Par exemple, le numéro atomique du calcium est 20 et le numéro atomique de l'argon est 18; de plus, le nombre d'électrons dans ces atomes est différent, mais le nombre de masse de ces deux éléments est de 40.