Science et technologie s1587

Démocrite et Dalton

Le modèle de Démocrite

Démocrite était un philosophe de l’Antiquité ayant vécu environ 400 ans av. J.-C.  Il est à l’origine du premier modèle atomique étudié.

Démocrite affirmait que la matière était constituée de particules très petites et identiques qu’il était impossible de briser ou de diviser.
Il appelait ces particules atome (atomos en grec, qui signifie indivisible). Il pensait que ces particules indivisibles étaient séparées par du vide. C’est pourquoi sa représentation de la matière est appelée le modèle de la discontinuité. Selon lui, la façon dont les atomes sont répartis dans la matière expliquerait pourquoi une substance aurait des propriétés différentes d’une autre substance. Par exemple, le fait que le plomb est plus lourd que le liège s’expliquerait par le fait que les atomes y sont plus entassés.

Le modèle d’Aristote

Un autre philosophe, Aristote, encore plus reconnu que Démocrite, s’opposait à tort à l’idée qu’il puisse exister du vide dans la matière.  Selon lui, la matière devait remplir totalement l’espace qu’elle occupe. C’est pourquoi on appela son idée le modèle de la continuité. 

Aristote affirmait qu’il était possible de diviser la matière une infinité de fois contrairement à Démocrite qui pensait qu’on ne pouvait séparer une substance que jusqu’à ce qu’on arrive à la grosseur d’un atome.
Selon Aristote, les éléments fondamentaux de la matière n’étaient pas les atomes, mais plutôt le feu, l’eau, l’air et la terre. Il est important de spécifier que Démocrite et Aristote n’étaient pas des scientifiques, mais plutôt des philosophes. Par conséquent, aucune expérience scientifique ne venait appuyer leur modèle. Même si, à cette époque, on croyait davantage à la théorie d’Aristote, on sait maintenant que la matière ressemble beaucoup plus au modèle de Démocrite.

Le modèle atomique de Dalton

John Dalton était un jeune professeur anglais qui vécut entre 1766 et 1844.  Contrairement à ses deux prédécesseurs, Démocrite et Aristote, il était un scientifique et par conséquent, il construisit son modèle à partir d’expérimentations scientifiques.  Il se basa sur plusieurs observations faites par différents scientifiques pour construire son modèle.

La description du modèle de Dalton

Le modèle que Dalton a conçu est aujourd’hui appelé la théorie atomique. Les principaux éléments de ce modèle sont résumés dans le tableau ci-dessous.

​Éléments de la théorie de Dalton
​Exemple
La matière est composée de petites particules invisibles et indivisibles appelées atomes.Une feuille de papier est composée de plusieurs atomes collés les uns contre les autres.
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Les atomes d’un élément donné ont tous la même masse et sont identiques à tout point de vue.​Des atomes d'hydrogène sont tous semblables. Ils ont la même taille, la même masse et les mêmes propriétés.
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Les atomes d’éléments différents ont des propriétés et des masses différentes.​Un atome d'hydrogène est différent d'un atome de carbone.
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Les atomes d’éléments simples se combinent dans des proportions définies pour former de nouveaux produits. La molécule produite possède des propriétés différentes des atomes qui la constituent.
​Lorsqu'on combine un atome de carbone avec deux atomes d'oxygène, on obtient du dioxyde de carbone (ou gaz carbonique).
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En d’autres mots, on pourrait dire que Dalton considérait les atomes un peu comme des boules trop petites pour être vues à l’œil nu et qu’il était impossible de les briser. 

Le sodium |\left( Na \right)| est un atome extrêmement dangereux qui brûle la peau.  Le chlore |\left( Cl \right)|, qui se retrouve habituellement en groupe de deux atomes |\left( Cl_{2} \right)|, est un gaz toxique et mortel.  Par contre, lorsque le sodium est lié au chlore, la molécule formée est une substance agréable au goût, le sel de table |\left( NaCl \right)|.  Il est donc possible de constater à quel point les propriétés des atomes et des molécules sont différentes.

C’est à partir de plusieurs observations que Dalton a pu développer son modèle. 
 
La conservation de la masse
Une observation utilisée par Dalton a été effectuée par Antoine Laurent de Lavoisier qui démontra que, lors d’une réaction chimique, la masse des réactifs avant l’expérience est toujours égale à la masse des produits après l’expérience.  D’ailleurs, la célèbre expression « rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme » est originaire de celui qu’on appelle le père de la chimie.
 
La solubilité des gaz
Une expérimentation a été effectuée par Dalton lui-même qui observa que certains gaz se dissolvaient plus dans l’eau que d’autres gaz.  Après analyse, il suggéra que les gaz (constitués d’atomes) n’étaient pas tous identiques.  Il pensait que si certains gaz se dissolvaient plus que d’autres, c’est que les atomes qui les constituaient n’avaient pas la même masse.  Donc, les atomes pouvaient avoir des masses différentes.

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