Matériel de théorie atomique et de théorie cinétique
Pendant des millénaires, les Grecs anciens ont cru que toute substance pure (par exemple, l'or pur, le fer pur 😉, etc.) était composée d'atomes. Selon eux, si l'on découpait une substance pure en petits morceaux, puis que l'on recoupait ces morceaux, et ainsi de suite, il arriverait un morceau plus petit qu'il serait impossible de diviser davantage. Ce morceau plus petit, impossible à diviser davantage, était appelé atome . Le mot « atome » signifie « indivisible » en grec.
À cette époque , on pensait que les atomes étaient indivisibles. Cependant, la découverte ultérieure des électrons et des noyaux atomiques (protons et neutrons) a invalidé l'idée que les atomes étaient indivisibles . Les atomes sont composés d'électrons (chargés négativement) et d'un noyau. Les électrons gravitent autour du noyau. À l'intérieur du noyau se trouvent des protons (chargés positivement) et des neutrons (neutres, c'est-à-dire sans charge).
Il existe une autre théorie, appelée théorie de la continuité (continu = permanent). Cette théorie stipule que la matière pure peut être subdivisée à l'infini. Selon cette théorie, il n'existe pas de plus petite particule. La plus petite particule peut être subdivisée en parts encore plus petites, et ainsi de suite, à l'infini.
De ces deux théories, laquelle est correcte ? La théorie atomique ou la théorie continue ?
En physique, une théorie est scientifiquement acceptée si elle peut être prouvée expérimentalement. Aux XVIIIe , XIXe et XXe siècles , grâce à des expériences menées par des scientifiques, la théorie atomique a été validée.
Tout d'abord, il est important de comprendre l'explication suivante. Les éléments sont des substances pures qui ne peuvent être chimiquement décomposées en d'autres substances, par exemple l'or (Au), le fer (Fe), le cuivre (Cu), le zinc (Zn), le sodium (Na), le calcium (Ca), le chlore (Cl), l'azote (N), l'oxygène (O), l'hydrogène (H), etc. Outre les éléments, il existe également des composés. Les composés sont constitués d'éléments. Étant constitués d'éléments, les composés peuvent eux-mêmes être décomposés en éléments. L'eau est un exemple de composé.
L'atome est la plus petite unité d'un élément, tandis que la molécule est la plus petite unité d'un composé. Les molécules sont constituées d'atomes liés entre eux . L'or pur est un exemple d'élément. Il est composé d'atomes d'or (Au). Un morceau de fer est également un exemple d'élément. Le fer est composé d'atomes de fer (Fe). Ainsi, un élément est une substance pure composée d'atomes identiques.
L'eau que vous voyez, tenez et buvez régulièrement est composée de molécules d'eau (formule chimique H₂O). Les molécules d'eau sont constituées de deux atomes d'hydrogène (H) et d'un atome d'oxygène (O).
Voici quelques preuves de la théorie atomique :
Premièrement, la loi des proportions constantes.
La loi des proportions définies stipule que lorsque des éléments se combinent pour former des composés, ces composés ont le même rapport massique. Par exemple, le sel… Le sel que nous utilisons est un composé constitué de molécules de sel (formule chimique NaCl). Naturellement, les molécules de sel sont toujours formées de 23 parties de sodium (Na) et de 35 parties de chlore (Cl).
La théorie continue ne peut l'expliquer , contrairement à la théorie atomique . Selon cette dernière, les atomes sont les plus petites particules d'un élément et possèdent donc une masse . La comparaison des masses des éléments qui composent un composé est directement liée aux masses relatives des atomes qui le constituent. En fonction de la quantité de chaque élément présent dans le composé, les scientifiques déterminent la masse relative de l'atome. Cette masse est dite relative car elle est comparée à celle d'un atome d'un autre élément.
L'hydrogène étant l'atome le plus léger, il sert de référence. Sa masse relative est égale à 1. Par rapport à cette masse relative, celle du carbone (C) est de 12, celle de l'oxygène (O) de 16, et ainsi de suite (voir le tableau périodique des éléments). Une masse relative de 12 pour le carbone signifie que sa masse est 12 fois supérieure à celle de l'hydrogène (H). De même, une masse relative de 16 pour l'oxygène signifie que sa masse est 16 fois supérieure à celle de l'hydrogène (H).
Dans le Système international d'unités (SI), nous avons un étalon de masse, un atome de platine-iridium conservé au Bureau international des poids et mesures (France). Par convention internationale, la masse de cet atome de platine-iridium est de 1 kg. C'est le kilogramme étalon. À l'échelle atomique, nous avons également un second étalon de masse, l'atome de carbone 12 (C-12). Par convention internationale, la masse d'un atome de C-12 est de 12 000 unités de masse atomique unifiées (u).
1 u = 1,66 x 10 ‐27 kg.
La masse d'un atome de carbone ( C ) est de 12,0000 u, celle d'un atome d'hydrogène (H) est de 1,0078 u, celle d'un atome d'oxygène (O) est de 15,9994 u, celle d'un atome de sodium est de 22,9897 u, et ainsi de suite. Pour plus de détails sur les masses atomiques, veuillez consulter le tableau périodique des éléments.
Outre la masse atomique, il existe aussi la masse moléculaire. La masse moléculaire est la somme des masses des atomes qui composent une molécule. Par exemple, la masse moléculaire du sel (NaCl) est égale à la masse d'un atome de sodium (Na) plus la masse d'un atome de chlore (Cl). La masse moléculaire de l'eau (H₂O ) est égale à la masse de deux atomes d'hydrogène (H) plus la masse d'un atome d'oxygène (O).
Deuxièmement, le mouvement brownien
Il était une fois un biologiste anglais nommé Robert Brown. Ia Il examinait du pollen placé dans l'eau (1827). De l'eau et du pollen ont été observés. utiliser microscope.
Robert Brown C'était étrange de voir le pollen bouger tout seul. Étrange à cause de l'eau. sedan silencieux, Pourquoi Le pollen se déplace. La direction de ce déplacement est arbitraire mais continue. Ia Je soupçonne que ce mouvement soit une forme de vie. où du pollen vivant pour qu'il puisse Bergerak. Mais son hypothèse était erronée car de petites particules inorganiques comme le pollen se déplaçaient également lorsqu'elles étaient insérées. ke dans l'eau. Ce type de mouvement est appelé mouvement de l'eau. Brangé.
Cette découverte n'a pu être expliquée qu'avec le développement de la théorie cinétique.
Théorie cinétique
Cinétique signifie mouvement ( du grec ). La théorie cinétique stipule que toute substance est constituée d'atomes ou de molécules et que ces atomes ou molécules se déplacent continuellement de manière aléatoire.
Lors du mouvement, les atomes ou les molécules Membrepunyai vitesse. Les atomes ou les molécules aussi Membrepunyai masse. Parce que Membrepunyai Si un atome ou une molécule possède une masse (m) et une vitesse (v), alors il possède une énergie cinétique (EK) et une quantité de mouvement (p). Énergie cinétique : EK = 1/2 mv²2. Tandis que la quantité de mouvement : p = m v. Outre la quantité de mouvement, il y a la force. En mouvement, il existe toujours un risque de collision. La force résulte donc de la variation de quantité de mouvement lors d'une collision.
On peut dire que la théorie cinétique repose sur l'énergie cinétique, la quantité de mouvement et la force. Ces trois notions sont étudiées dans le cadre de la dynamique du mouvement (lois de Newton, impulsion et quantité de mouvement). La différence réside dans le fait que la théorie cinétique applique la dynamique à l'échelle atomique ou moléculaire. La théorie cinétique a été développée par Boyle (1627-1691), Daniel Bernoulli (1700-1782), Joule (1818-1889), Kronig (1822-1879), Rudolf Clausius (1822-1888) et Clerk Maxwell (1831-1879).
L'existence de cette théorie cinétique peut expliquer la découverte de Brown . Selon cette théorie, le pollen se déplace car il est poussé par des molécules d'eau en mouvement rapide. Du fait de la présence d'un grand nombre de molécules d'eau, le pollen est poussé dans toutes les directions.
Fondée sur la loi des proportions définies et la découverte du mouvement brownien, la théorie atomique est de plus en plus acceptée par les scientifiques. Un atome est la plus petite particule de toute substance. Par conséquent, les atomes ont une taille. Quelle est la taille d'un atome ?
En 1905, Einstein étudia théoriquement la taille des atomes. S'appuyant sur la théorie atomique, la théorie cinétique et des données expérimentales, il établit que le diamètre d'un atome est d'environ 10⁻¹⁰ m . Le diamètre de l'atome fut ainsi déterminé par le calcul. La taille de l'atome étant désormais connue, la théorie atomique et la théorie cinétique furent reconnues.