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La structure de l'atome

Sciences · La matière S3 12 minutes

Le noyau (protons, neutrons) et les électrons, les ordres de grandeur de l'atome à la cellule, l'histoire des modèles de Démocrite à Chadwick, Marie Curie et la place des femmes en sciences.

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Ce que l'élève retient

Un atome a un noyau minuscule fait de protons (positifs) et de neutrons (sans charge), entouré d'électrons (négatifs) ; l'atome neutre a autant d'électrons que de protons, soit Z.

  • Atome : environ 10 puissance moins 10 mètre. Noyau : environ 100 000 fois plus petit. Petite molécule : environ 10 puissance moins 9 mètre. Cellule : environ 10 puissance moins 5 mètre.
  • Protons + neutrons ≈ masse atomique relative arrondie (sodium : 11 protons, 12 neutrons).
  • Les modèles : Démocrite, Dalton (1803), Thomson et l'électron (1897), Rutherford et le noyau (1911), Bohr et les couches (1913), Chadwick et le neutron (1932).
  • Un modèle simplifie la réalité ; quand une expérience montre ses limites, on le corrige.
  • Marie Curie : radioactivité, polonium et radium ; prix Nobel de physique (1903) et de chimie (1911). Des femmes comme Lise Meitner ou Rosalind Franklin ont longtemps été oubliées.

Exemples : Lithium : Z = 3, donc 3 protons et 3 électrons ; 4 neutrons. · Carbone : Z = 6, masse atomique relative 12, donc 6 protons, 6 électrons et 6 neutrons.

Comment se passe la leçon

  1. Un stade presque vide
  2. Ce qu'il y a dans un atome
  3. Particules et tailles
  4. Comment on a découvert l'atome
  5. Attention, pièges !
  6. À toi de jouer !
  7. Ce que je garde

Une accroche, une manipulation, la règle, des exemples, les pièges, des exercices corrigés (deux essais, une explication à chaque fois) et un mémo à imprimer. Tout peut être lu à voix haute.

Dans les programmes officiels

D'après les textes officiels (Référentiels de la Fédération Wallonie-Bruxelles) :

  • SC-S3-078Préciser l’ordre de grandeur d’un atome, d’une molécule et d’une cellule. S3 · Matière
  • SC-S3-079Expliquer le concept de modèle scientifique et ses limites, à partir de la découverte des particules atomiques. S3 · Matière
  • SC-S3-081Montrer en quoi la collaboration entre scientifiques a contribué aux découvertes sur la structure de l’atome dans le courant du XXe siècle (notamment Pierre et Marie Curie, Rutherford, Chadwick). S3 · Matière
  • SC-S3-082À partir de l’exemple de Marie Curie, repérer les éléments singuliers, atypiques de son parcours scientifique. S3 · Matière
  • SC-S3-088Utiliser les termes : élément chimique, classement périodique, période, famille, atome, ion, proton, neutron, électron, noyau atomique, symbole chimique, formule chimique. S3 · Matière
  • SC-S3-097Montrer, dans un contexte historique donné, comment des scientifiques construisent les connaissances sur la structure atomique et permettent l’évolution de celles-ci. S3 · Matière
  • SC-S3-098Prendre conscience que la visibilité et la présence des femmes parmi les figures scientifiques ont évolué. S3 · Matière

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