Vous l’avez vu partout, ce dessin de l’atome avec les électrons qui tournent autour du noyau, comme les planètes autour du soleil.
Révélation dans le fil à suivre: c’est totalement faux!
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Révélation dans le fil à suivre: c’est totalement faux!
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Avant la lecture de ce tweet vous croyiez que ça reflétait la réalité, au moins telle qu'on vous l’a enseignée à l’école?
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Nous allons voir que ça ne reflète pas la réalité.
"Oui mais c’est simplifié" diront certain.es.
Certes.
Mais simplification ne signifie pas inexactitude. La chimiste en moi souhaite tenter de vulgariser le vrai modèle actuellement accepté.
Vous êtes avec moi?
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"Oui mais c’est simplifié" diront certain.es.
Certes.
Mais simplification ne signifie pas inexactitude. La chimiste en moi souhaite tenter de vulgariser le vrai modèle actuellement accepté.
Vous êtes avec moi?
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Bon, repartons de la base, un tout petit peu de théorie.
Un atome est un élément constitutif de la matière, qui se combine à lui-même ou à une autre atome pour créer une molécule. Les atomes sont présents dans tout ce qui nous entoure.
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Un atome est un élément constitutif de la matière, qui se combine à lui-même ou à une autre atome pour créer une molécule. Les atomes sont présents dans tout ce qui nous entoure.
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Historiquement c'est assez récent: l’électron fut découvert en 1897. Les théories des 1ers modèles de l’atome ont naturellement commencé à être émises peu après.
Consensus à l’époque: l’électron porte une charge négative, le noyau est positif et l’atome globalement neutre.
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Consensus à l’époque: l’électron porte une charge négative, le noyau est positif et l’atome globalement neutre.
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En 1904 naît le 1er modèle atomique.
Surnommé "le pudding de Thomson", il consiste en une sphère remplie d'une substance électriquement positive avec des électrons négatifs "comme des raisins dans un cake".
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Surnommé "le pudding de Thomson", il consiste en une sphère remplie d'une substance électriquement positive avec des électrons négatifs "comme des raisins dans un cake".
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En 1912, un nouveau modèle d'atome développé par Rutherford montre un gros noyau de charge positive entouré de petits électrons, tels des planètes autour du Soleil.
C’est le fameux modèle d'atome planétaire.
Nouveauté: il y a du vide et les électrons tournent.
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C’est le fameux modèle d'atome planétaire.
Nouveauté: il y a du vide et les électrons tournent.
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Mais ce modèle a un gros problème: en tournant, les électrons devraient perdre de l'énergie (rayonnement), et donc s'écraser sur le noyau.
Et un électron qui s’écrase sur le noyau c’est quand même…
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Et un électron qui s’écrase sur le noyau c’est quand même…
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Pour résoudre ce très embêtant point, en 1913, Bohr propose un nouveau modèle qui intègre les découvertes de Planck.
Vous connaissez Max Planck?
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Vous connaissez Max Planck?
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Alors.
En physique dite classique, on pensait que des échanges d'énergie se faisaient de manière progressive (continue) qui pourraient prendre n'importe quelle valeur.
Par analogie: aller de 0 à 2 via 0,001 puis 0,002… une infinité de valeurs.
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En physique dite classique, on pensait que des échanges d'énergie se faisaient de manière progressive (continue) qui pourraient prendre n'importe quelle valeur.
Par analogie: aller de 0 à 2 via 0,001 puis 0,002… une infinité de valeurs.
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En 1900 Planck fait l’hypothèse que toute modification se fait selon une quantité minimum, en deçà de laquelle il est impossible de descendre. Autrement dit toute modification se fait par saut, pas progressivement.
Par analogie: aller de 0 à 2 par sauts de 0,5, jamais moins.
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Par analogie: aller de 0 à 2 par sauts de 0,5, jamais moins.
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C’est la théorie des quanta.
Ca va, vous suivez jusqu’ici?
Si oui, passez au tweet suivant.
Si non, passez au tweet #23, puis revenez.
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Ca va, vous suivez jusqu’ici?
Si oui, passez au tweet suivant.
Si non, passez au tweet #23, puis revenez.
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Revenons à nos moutons.
En 1913, Bohr propose un nouveau modèle.
Les orbites des électrons ne sont plus quelconques mais "quantifiées": une orbite correspond à un niveau d’énergie qui ne peut pas prendre n'importe quelle valeur.
Et seules certaines orbites sont permises.
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En 1913, Bohr propose un nouveau modèle.
Les orbites des électrons ne sont plus quelconques mais "quantifiées": une orbite correspond à un niveau d’énergie qui ne peut pas prendre n'importe quelle valeur.
Et seules certaines orbites sont permises.
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C’est encore un modèle planétaire de l’atome, avec des électrons qui gravitent autour du noyau.
C’est sans doute celui que vous avez vu à l’école comme LE modèle.
Sauf… qu’il n’explique pas certains effets.
Il est donc faux.
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C’est sans doute celui que vous avez vu à l’école comme LE modèle.
Sauf… qu’il n’explique pas certains effets.
Il est donc faux.
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Si vous n’êtes pas chimiste ou physicien.ne, vous ne savez peut-être pas à quel point les années 1920 ont révolutionné les sciences de la matière et notre vision de l’atome.
Avez-vous une idée de grâce à qui tout a changé?
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Avez-vous une idée de grâce à qui tout a changé?
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Non seulement ce sont les 3, mais bien d’autres comme De Broglie et Pauli!!
Vous l’avez deviné: c’est la naissance de la mécanique quantique.
Et voici le modèle atomique de Schrödinger.
Enfin... un modèle en fait impossible à dessiner simplement…
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Vous l’avez deviné: c’est la naissance de la mécanique quantique.
Et voici le modèle atomique de Schrödinger.
Enfin... un modèle en fait impossible à dessiner simplement…
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Oubliez les orbites, oubliez les révolutions.
Les électrons sont décrits par une fonction mathématique complexe qui représente leur probabilité d'être à un endroit particulier à un moment donné.
On ne sait plus où ils sont.
On sait où ils ont le plus de chance d’être.
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Les électrons sont décrits par une fonction mathématique complexe qui représente leur probabilité d'être à un endroit particulier à un moment donné.
On ne sait plus où ils sont.
On sait où ils ont le plus de chance d’être.
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A la place de simples cercles autour du noyau, on a des orbitales atomiques: lobes en 3D ellipsoïdes, des poires, des tores dans lesquels l’électron a une grande chance de se trouver à un moment donné.
Ces orbitales s’appellent s,p,d,f en fonction de leur complexité.
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Ces orbitales s’appellent s,p,d,f en fonction de leur complexité.
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Bon, avouons-le, c’est quand même autre chose que juste une orbite constante sur laquelle tourner non?
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A ce stade je vais m’arrêter car même s’il y a des centaines de trucs à raconter, je suis arrivée à mon point. Si vous avez en gros compris ce que j’ai tenté de vulgariser au mieux, je n’ai pas perdu mon temps.
Je vais conclure sur 2 points.
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Je vais conclure sur 2 points.
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Donc, l’atome, ça va, vous avez compris?
Si oui, allez au tweet suivant.
Si non, allez au tweet #23 et revenez!
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Si oui, allez au tweet suivant.
Si non, allez au tweet #23 et revenez!
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Pourquoi c’est important?
1. Les propriétés physiques et chimiques de la matière sont déterminées par les atomes qui la constituent et par leur arrangement en 3D les uns par rapport aux autre. Comprendre l’atome c’est comprendre et anticiper.
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1. Les propriétés physiques et chimiques de la matière sont déterminées par les atomes qui la constituent et par leur arrangement en 3D les uns par rapport aux autre. Comprendre l’atome c’est comprendre et anticiper.
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2. On voit ici le modèle empirique de la science. Les 1ers modèles collaient à la compréhension des observations de l’époque. Au fil des découvertes, on a dû accepter que le modèle en cours ne marchait pas, en conceptualiser un nouveau et le confronter aux faits.
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C’est sans nul doute ce qui arrivera à ce dernier modèle, qui sera affiné à nouveau, voire totalement changé, qui sait? Néanmoins, à ce jour, il reste incroyablement précis à tout point de vue.
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Vous n’avez rien compris?
Un des meilleurs connaisseurs de la physique quantique, @ProfFeynman, a dit:
“Je pense pouvoir dire sans trop me tromper que personne ne comprend la mécanique quantique.”
Voilà…
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Un des meilleurs connaisseurs de la physique quantique, @ProfFeynman, a dit:
“Je pense pouvoir dire sans trop me tromper que personne ne comprend la mécanique quantique.”
Voilà…
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@ProfFeynman Avant mon traditionnel sondage de fin, je veux vous orienter vers 2 sources splendides.
1. Le fabuleux podcast d’@EtienneKlein d’il y a quelques jours alors que je préparais ce fil (#CommeParHasard) et qui décrit tout ça superbement (mieux que moi)
24/
radiofrance.fr/franceculture/…
1. Le fabuleux podcast d’@EtienneKlein d’il y a quelques jours alors que je préparais ce fil (#CommeParHasard) et qui décrit tout ça superbement (mieux que moi)
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radiofrance.fr/franceculture/…
Une dernière remarque: tout ceci a lieu au niveau de “l’infiniment petit”. La médecine quantique, tout ça, c’est de la pseudo-science.
Ce fil vous a-t-il été utile?
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Ce fil vous a-t-il été utile?
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Et oui, la numérotation est pourrie.
Une super visualisation ici ⬇️
https://twitter.com/Labolycee/status/1625921504088031238?t=7UWkgFxq3eosO0a4Ls8w0g&s=19
Et voilà un complément top
https://twitter.com/AlcideNitrik1/status/1625973284998184992?s=20
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