Caractéristiques du MODÈLE atomique de THOMSON

Tout au long de l'histoire, différents scientifiques ont proposé des modèles qui ont tenté d'expliquer ce que le structure des atomes. L'un de ces scientifiques était J.J. Thomson. Dans cette leçon d'un ENSEIGNANT, nous vous proposons un résumé des caractéristiques de la Le modèle atomique de Thomson le plus en vue.

Joseph John Thomson était mathématicien et physicien qu'à la fin de l'art. Le XIX et les principes du XX ont travaillé dans plusieurs expériences qui lui ont permis d'établir un modèle atomique qui expliquait la connaissance de l'atome qu'ils avaient alors.

Il a expérimenté des décharges électriques dans des gaz à basse pression, ce qui a conduit à la découverte de l'électron en 1897, l'un des événements les plus importants de la science.

Ses expériences ont été rendues possibles par l'invention du tube cathodique de William Crookes quelques années plus tôt (1975). Les Expériences de Crookes ils avaient établi une série de caractéristiques des rayons cathodiques qui ont finalement conduit à la découverte de l'électron par Thomson. La découverte de l'électron a permis à Thomson de proposer un modèle atomique prenant en compte les caractéristiques de cette particule subatomique nouvellement découverte.

Sous des conditions normales, un gaz est un mauvais conducteur d'électricité. Toutefois, dans les conditions fixées dans le rayons cathodiques, où le gaz est à très basse pression et où une différence de potentiel est établie en introduisant deux électrodes dans le tube; les gaz deviennent conducteurs d'électricité.

L'une des principales découvertes faites par Thomson avec ses expériences sur les rayons cathodiques c'était la déviation des rayons cathodiques soumis à un champ électrique. A cette époque, il existait diverses théories sur la nature des rayons cathodiques. Alors que les physiciens allemands considéraient les rayons cathodiques comme une sorte de rayonnement, les physiciens britanniques considéré que ces rayons étaient formés par un certain type de particule chargée négativement, comme il a été déduit de expériences précédentes de Crookes.

L'amélioration de l'obtention de basses pressions à l'intérieur des tubes cathodiques a permis à Thomson d'observer avec précision l'effet des champs électriques sur les rayons cathodiques. Les rayons cathodiques étaient connus pour se déplacer en ligne droite en l'absence de champs électriques ou magnétiques.

Thomson a introduit deux plaques métalliquess, parallèle au trajet des rayons cathodiques, dans le tube à rayons cathodiques et établi entre eux une différence de potentiel, une échelle dans la partie l'extrémité du tube où les rayons cathodiques ont heurté a permis de mesurer le degré de déviation des rayons lorsqu'ils ont été soumis à différentes différences de potentiel. Auparavant, la déviation des rayons cathodiques par l'effet des champs magnétiques avait déjà été observée.

Thomson a mené des expériences dans lesquelles il contrecarre la déviation des rayons cathodiques en appliquant simultanément des champs électriques et magnétiques. Ces expériences vont permis de déterminer la vitesse des rayons cathodiques ainsi que la masse et la charge des particules qui les a formés.

Deux découvertes clés permises à Thomson la découverte de l'électron, qu'il a d'abord appelé corpuscule:

1. Le rapport charge/masse du corpuscule était 1000 fois plus élevé que n'importe quelle particule précédemment décrite. Le plus petit connu à cette époque était l'atome d'hydrogène. Cela signifie qu'il est particules chargées négativement avec une masse pratiquement nulle.
2. Le rapport charge/masse ne variait pas lorsque différents gaz ou différents métaux étaient utilisés dans les électrodes. Ainsi, il a déduit que la nature de la particule était indépendante du type de gaz ou de métal utilisé dans les électrodes. En d'autres termes, la particule découverte était un composant universel de la matière.

Après la découverte de l'électron, Thomson a proposé un modèle atomique en 1904 dans lequel la connaissance que l'on avait à ce moment-là était considérée: il était conscient de l'existence de particules avec des charges positives et négatives dans l'atome. Il avait lui-même découvert l'électron il y a quelques années et auparavant, le physicien allemand Eugene Goldenstein, qui a découvert le rayons de canal, anodiques ou positifs. Ces rayons voyageaient en sens inverse des rayons cathodiques à l'intérieur des tubes. La direction opposée de ces rayons en déduit que leur charge est positive.

Tenant compte de tout cela, Thomson a proposé un modèle avec les caractéristiques suivantes :

• L'atome serait composé d'un sphère qui concentrerait toute la masse de l'atome et aurait une charge positive.

• Les electrons serait ancré dans cette sphère, répartis dans l'espace et compensant la charge positive de ladite sphère.
• est le modèle n'était pas statique, mais Thomson pensait que les électrons pouvaient changer de position dans la sphère positive, à condition que les charges soient compensées.

Le modèle proposé par Thomson est communément appelé modèle de pudding aux raisins secs: la masse du pudding serait la sphère positive qui concentre la masse et, les électrons distribués à l'intérieur seraient les raisins secs du gâteau.

Le modèle atomique de Thomson explique la formation des ions par la perte ou le gain de ces corpuscules ou électrons négatifs qui étaient enfouis dans la sphère de charge positive. De plus, Thomson a construit les modèles atomiques des six premiers éléments du table périodique.

Le modèle atomique de Thomson présentait plusieurs problèmes, car il ne pouvait expliquer certaines des observations faites jusque-là.

Les problèmes principaux étaient les suivants :

• Le modèle atomique de Thomson était basé sur l'idée d'une particule atomique qui distribuait de manière homogène la charge positive, mais son existence n'avait pas été prouvée.
• Il ne pouvait pas non plus expliquer toutes les propriétés périodiques des éléments, qui avaient été décrits jusque-là.
• Surtout, le modèle atomique de Thomson, Je ne pourrais pas expliquer les résultats obtenu par Rutherford, dans une expérience dans laquelle il a bombardé une fine feuille d'or avec des particules alpha (cations d'hélium). Selon le modèle de Thomson, les particules alpha auraient dû traverser la feuille sans dévier. Au lieu de cela, ce que Rutherford a observé, c'est qu'une particule sur 10 000 a subi une déviation dans sa trajectoire.

Dans quelques années, ce modèle a été abandonné au profit du modèle atomique de Rutherford, selon laquelle, les électrons tournaient sur des orbites autour d'un noyau qui concentrait toute la charge positive de l'atome.

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