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Cours phynu m1 1 CHAPITRE GÉNÉRALITÉS SUR L ? ATOME ET SA STRUCTURE Préambule Objectifs La notion d ? atome remonte à l ? Antiquité Qu ? est-ce au juste qu ? un atome La matière est-elle constituée d ? un milieu homogène continu divisible à l ? in ?ni ou

CHAPITRE GÉNÉRALITÉS SUR L ? ATOME ET SA STRUCTURE Préambule Objectifs La notion d ? atome remonte à l ? Antiquité Qu ? est-ce au juste qu ? un atome La matière est-elle constituée d ? un milieu homogène continu divisible à l ? in ?ni ou au contraire est-ce un milieu inhomogène Ce sera l ? objectif de ce cours de préciser cette notion et à travers l ? établissement de modèles quantitatifs de prévoir calculer les propriétés de l ? atome Introduction L ? étude expérimentale des réactions chimiques fut la première méthode d ? investigation des propriétés des éléments Des expériences simples telles que la mesure des poids des éléments qui se combinent les uns aux autres mais dont la précision était soigneusement discutée ont conduit quelques purs chimistes à cette notion physique fondamentale qu ? est l ? atome Sans doute nul mieux que Jean PERRIN Prix Nobel dans son livre LES ATOMES n ? a décrit les premiers t? tonnements des chimistes du début du XIXe siècle qui avaient entrevu la structure corpusculaire de la matière à travers les lois des combinaisons Bien que le mot ait été inventé par les Grecs ce n ? est que vers le milieu de ce siècle que le concept d ? atome a réellement porté ses fruits Depuis le début de ce siècle le développement de la technologie a permis l ? étude des particules élémentaires constitutives des atomes et des molécules Ces entités ont pu être isolées et l ? action de forces extérieures a permis de mettre en évidence leurs propriétés et leur structure Des accélérateurs puissants communiquant des énergies énormes à des particules incidentes ont rendu possible la désintégration et l ? étude du noyau Plus récemment encore l ? approche théorique de l ? Univers physique a connu des bonds prodigieux Le ra ?nement des méthodes expérimentales a permis de tester des hypothèses ambitieuses L ? arrivée dans les centres de recherche d ? ordinateurs de plus en plus puissants a fait reculer les limites de l ? impossible de telle sorte que dans bien des cas les calculs théoriques sont aussi importants que l ? approche expérimentale pour la compréhension des phénomènes Dans certains cas la manipulation expérimentale est devenue secondaire En dé ?nitive l ? atome se réduit à un assemblage plus ou moins complexe d ? un petit nombre de particules élémentaires Ces particules étant des masses chargées il devrait être possible de construire théoriquement n ? importe quel atome en disposant convenablement ces particules élémentaires compte tenu des forces qui agissent entre elles Les propriétés chimiques de l ? atome seraient ensuite expliquées Cpar l ? étude des interactions mutuelles de deux atomes di ?érents Ce problème théorique devient rapidement très complexe dès que le nombre d ? électrons dépassent dix Cependant les modèles mathématiques lorsqu ? ils sont convenablement choisis donnent des résultats très satisfaisants leur généralisation aux éléments les plus lourds doit être faite avec discernement Historique de