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LES ATOMES ET LES ÉLÉMENTS Sciences de la nature Secondaire 1 Regroupement 2 pa

LES ATOMES ET LES ÉLÉMENTS Sciences de la nature Secondaire 1 Regroupement 2 page 2.49 ANNEXE 1 : Grands personnages de l'histoire de l'alchimie et de la chimie Nom : _____________________________________ Date : ______________________ • Les philosophes de l'Antiquité grecque : Empédocle, Héraclite, Socrate, Démocrite, Aristote. • Les alchimistes antiques de l'Asie, de l'Afrique et de l'Europe : Dioscoride, Bolos de Mende, Marie d’Alexandrie, Zozime de Panopolis, Hypatie, Apollonios de Tyane, Ko Hung, Sun Simo, Tao Hongjing. • Les alchimistes de l'Arabie et de l'Europe au Moyen-Âge : Jabir ibn Hayyan, Ar-Razi, Constantin d'Afrique, Al-Tughra'i, Gérard de Crémone, Roger Bacon, Albertus Magnus, Basile Valentin, Raymond Lulle, Paracelse, Al-Jildaki. • Les débuts de la chimie moderne : Georg Stahl, Robert Boyle, Joseph Priestley, Benjamin Franklin, Antoine de Lavoisier, Marie-Anne de Lavoisier, Henry Cavendish, Joseph Proust. • La chimie du XIXe siècle : John Dalton, Humphry Davy, Jöns Jacob Berzelius, Amedeo Avogadro, Justus von Leibig, Michael Faraday, Dmitri Mendeleïev, Henri Becquerel, Marie (Sklodowska) Curie, Pierre Curie, William Ramsay. • La chimie du XXe siècle : J.J. Thomson, Henry Moseley, Hantaro Nagaoka, Ernest Rutherford, James Chadwick, Albert Einstein, Niels Bohr, Ida Noddack, Lise Meitner, Glenn Seaborg, John Polyani. LES ATOMES ET LES ÉLÉMENTS Sciences de la nature Secondaire 1 Regroupement 2 page 2.50 ANNEXE 2 : Liste de vérification - recherche Nom : _____________________________________ Date : ______________________ Nom des membres du groupe ___________________,___________________,___________________. 1re étape, brouillon à remettre le _______________________. 2e étape, brouillon à remettre le _______________________. 3e étape, brouillon à remettre le _______________________. le groupe l’enseignant(e) Nous avons choisi une époque ou un personnage particulier. Nous avons pris en note l’information nécessaire pour notre recherche. Nous avons trouvé une illustration ou dessiné un croquis qui représente l’époque ou le personnage choisi. Nous avons trouvé des diagrammes ou des illustrations qui illustrent clairement la contribution scientifique au modèle atomique de cette époque ou de ce personnage. Nous avons noté les références bibliographiques. le groupe l’enseignant(e) Nous avons préparé une page couverture où figure le dessin ou l’illustra- tion de l’époque ou du personnage choisi. Nous avons rédigé une brève biographie du personnage ou nous avons décrit sommairement l’époque du point de vue social, culturel et politique. Nous avons rédigé une lettre dans laquelle nous faisons valoir la contribution de l’époque ou du personnage choisi. Nous avons inclus des dessins ou des diagrammes qui illustrent claire- ment la contribution. Nous avons joint une bibliographie. le groupe l’enseignant(e) Nous avons réparti les rôles pour la présentation orale. Nous avons préparé des cartes où figure l’information suivante : brève biographie ou sommaire de l’époque et idée ou contribution. Nous avons préparé une pancarte qui illustre, par un dessin, une illustration ou un diagramme, les idées ou la contribution. LES ATOMES ET LES ÉLÉMENTS Sciences de la nature Secondaire 1 Regroupement 2 page 2.51 ANNEXE 3 : Cadre de prise de notes Nom : _____________________________________ Date : ______________________ Pour chacune des présentations, remplis en abrégé les principales idées ou contributions et dessine un diagramme explicatif. JALON HISTORIQUE IDÉES OU CONTRIBUTIONS À LA CHIMIE ET AU MODÈLE ATOMIQUE DESSIN OU DIAGRAMME EXPLICATIF LES ATOMES ET LES ÉLÉMENTS Sciences de la nature Secondaire 1 Regroupement 2 page 2.52 ANNEXE 4 : Grands jalons du développement du modèle atomique Nom : _____________________________________ Date : ______________________ Les philosophes de l'Antiquité grecque (500 à 200 av. J.-C.) - Les philosophes s'imaginaient des explications aux phénomènes naturels, mais ils les vérifiaient rarement par expérimentation. - Empédocle suggère que la matière est faite de quatre « éléments » : la terre, l'air, le feu et l'air; ces éléments peuvent se combiner pour faire des substances variées. - Démocrite suggère que la matière est faite de minuscules particules indécomposables appelées « atomes »; cette idée est rejetée par Socrate et Aristote et c'est l'idée d'Empédocle qui prévaudra pendant 2000 ans. Les alchimistes antiques de l'Asie, de l'Afrique et de l'Europe (200 av. J.-C. à 600 ap. J.-C.) - Les alchimistes antiques se préoccupaient de métallurgie et de pharmacie. - Ils pouvaient croire que les métaux poussaient comme des plantes, et proposaient habituellement des explications et des recettes mystiques ou magiques. - Des inventions telles que le bain-marie datent de cette époque. - L'alchimie était un art à la fois estimé et dangereux. Les alchimistes de l'Arabie et de l'Europe au Moyen-Âge (600 à 1600) - Les alchimistes médiévaux mirent au point de nombreuses techniques et pièces d'équipement de laboratoire telles que les béchers, les filtres et les alambics. - Les alchimistes européens étaient particulièrement intéressés à la transmutation de métaux communs en métaux précieux. - Étant donné l'aspect commercial de leur travail, les alchimistes médiévaux gardaient secrètes leurs découvertes et utilisaient des codes indéchiffrables. LES ATOMES ET LES ÉLÉMENTS Sciences de la nature Secondaire 1 Regroupement 2 page 2.53 ANNEXE 4 : Grands jalons du développement du modèle atomique (suite) Nom : _____________________________________ Date : ______________________ Antoine de Lavoisier (fin des années 1700) - Lavoisier est considéré comme le père de la chimie moderne, car il met sur pied des procédures d'observation et d'expérimentation rigoureuses. - Avant lui, Boyle avait déjà exprimé son scepticisme face à l'idée des quatre éléments d'Empédocle et il propose une nouvelle définition d’« élément »; Lavoisier réussit à identifier 23 de ces vrais éléments tels que l'oxygène. - La chimie moderne prend son essor. John Dalton (début des années 1800) - Dalton propose une théorie atomique qui permet de distinguer les particules et les substances. 1) Toute matière est constituée de petites particules appelées « atomes ». 2) Les atomes ne peuvent être créés, détruits ou divisés en plus petites particules. 3) Les atomes du même élément sont identiques, mais différents des atomes des autres éléments. 4) Un composé est créé lorsque se combinent, en proportions définies, des atomes de différents éléments. - Sa théorie devient très populaire car elle explique les composés. - Dalton classe les éléments selon leur masse. Joseph John Thomson (1904) - Thomson découvre l'existence des électrons par expérimen-tation, et déduit l'existence des protons. - L'atome est donc divisible en particules subatomiques. 1) Tout atome est constitué d'électrons et de protons. 2) Tous les électrons sont identiques et ont une charge négative. 3) Tous les protons sont identiques et ont une charge positive. 4) Le proton a une masse beaucoup plus grande que l'électron, mais l'électron a le même montant de charge qu'un proton, quoique opposée en nature. - Thompson croit que les protons et les électrons sont comme des raisins enfouis dans un « atome-muffin ». LES ATOMES ET LES ÉLÉMENTS Sciences de la nature Secondaire 1 Regroupement 2 page 2.54 Ernest Rutherford (1911) - À la fin des années 1800 et au début des années 1900 des études sur la radioactivité (Roëntgen, Becquerel, Curie) mènent Rutherford à découvrir le noyau et à déduire l'existence des neutrons. 1) Le minuscule noyau contient les protons qui sont denses, lourds et positifs. 2) Un nuage électronique d’un très grand volume, mais très léger, entoure le noyau de l'atome; il est chargé négativement. 3) Les neutrons sont sans charge, mais ils ajoutent une importante masse au noyau; en effet, un neutron aurait une masse à peu près égale à celle d'un proton. - Ce ne sera que pendant les années 1930 que l'existence des neutrons sera confirmée par d'autres chimistes et physiciens. Niels Bohr (1913) - Bohr s'inspire du travail de plusieurs scientifiques pour expliquer pourquoi les électrons ne se précipitent pas vers le noyau (puisque toute charge négative est attirée par une charge positive). - Bohr propose une analogie entre le système solaire et l'atome : les électrons sont attirés vers le centre, mais ils possèdent une forte énergie et donc sont en perpétuel mouvement autour du noyau. - Il existe des couches électroniques (« niveaux d'énergie » ou « orbites ») où circulent les électrons. Des contraintes phy- siques limitent le nombre d'électrons dans chaque couche. - Le modèle « planétaire » Bohr-Rutherford de l'atome a depuis été modifié, mais il représente la première vision « moderne » de l'atome. Le modèle quantique (XXe siècle) - Les travaux de Planck, d'Einstein, de Bohr, de Schrödinger et de bien d'autres au XXe siècle ont culminé dans la théorie de la mécanique quantique, c'est-à-dire que l'énergie est elle aussi particulaire. - Le modèle quantique de l'atome est assez compliqué, mais il n'enlève pas au modèle Bohr-Rutherford son utilité pour comprendre le comportement des atomes et des molécules. - De nombreuses autres particules subatomiques ont été découvertes au cours des années 1900, et on sait maintenant que les protons, les neutrons et les électrons sont à leur tour constitués d'infinitésimales particules appelées « quarks ». ANNEXE 4 : Grands jalons du développement du modèle atomique (suite) Nom : _____________________________________ Date : ______________________ LES JALONS : ALCHIMISTES MÉDIÉVAUX RUTHERFORD DALTON BOHR ALCHIMISTES ANTIQUES PHILOSOPHES GRECS LAVOISIER THOMSON LES ATOMES ET LES ÉLÉMENTS Sciences de la nature Secondaire 1 Regroupement 2 page 2.55 ANNEXE 5 : Histoire de la chimie en désordre Nom : _____________________________________ Date : ______________________ Place en ordre uploads/Histoire/ alchimie-et-chimie-pdf.pdf