Introduction à la théorie des particules de la matière
Cube qui déborde de sphères représentant des particules (akinbostanci, iStockphoto)
Cube qui déborde de sphères représentant des particules (akinbostanci, iStockphoto)
Quels sont les liens avec mon programme d'études?
Découvre en quoi la théorie des particules nous aide à comprendre la matière.
La théorie des particules de la matière
La matière est tout ce qui possède de la masse et occupe de l’espace. Il s’agit d’un nom général donné à toutes les choses qui nous entourent physiquement. La matière inclut des choses si petites que tu ne peux pas les voir avec tes yeux.
La théorie des particules de la matière est un modèle scientifique. Un modèle scientifique est un moyen d’illustrer des idées, des objets et des processus de sorte qu’ils soient plus faciles à comprendre. Les scientifiques utilisent des modèles pour expliquer les choses que nous ne pouvons pas voir sans équipement sophistiqué. Une de ces choses est un atome individuel.
La théorie des particules de la matière nous aide à réfléchir à la façon dont la matière se comporte. Elle nous aide aussi à expliquer pourquoi des matières différentes possèdent des propriétés différentes. Elle formule plusieurs idées clés :
- Toute la matière est constituée de minuscules particules. Ces particules sont soit des atomes individuels ou des groupes d’atomes appelés molécules.
Le savais-tu?
Toute particule plus petite qu’un atome est appelée particule subatomique. Les protons, les neutrons et les électrons sont tous des particules subatomiques.
- Les atomes d’un même élément sont identiques. Les atomes de différents éléments sont différents. Tous les atomes du carbone sont identiques. Mais les atomes du carbone diffèrent des atomes de l’azote et de l’oxygène.
De gauche à droite : modèles atomiques de Bohr du carbone, de l’azote et de l’oxygène. (Parlons sciences utilisant une image de https://www.istockphoto.com/portfolio/normaals?mediatype=illustration">VectorMine via https://www.istockphoto.com/vector/atoms-and-molecules-vector-illustration-labeled-compounds-bonds-diagram-gm1169350945-3232205…">iStockphoto)
- Les particules sont attirées les unes vers les autres. Il existe des forces qui attirent les particules les unes vers les autres. Dans certains types de matière, comme un diamant, la force est très puissante. Dans d’autres types de matière, comme du jus dans un verre, la force est plus faible.
- Les particules de matière ont des espaces entre elles. Les atomes et les molécules sont séparés par des espaces. Dans un gaz, les particules sont plus espacées les unes des autres. Dans un liquide, elles sont plus rapprochées les unes des autres. Dans un solide, elles sont si proches les unes des autres qu’elles peuvent à peine bouger.
De gauche à droite : atomes dans un solide, comme un diamant; atomes dans un liquide, comme du jus; atomes dans un gaz, comme l’air. (Parlons sciences utilisant une image de https://www.istockphoto.com/portfolio/normaals?mediatype=illustration">VectorMine via https://www.istockphoto.com/vector/atoms-and-molecules-vector-illustration-labeled-compounds-bonds-diagram-gm1169350945-3232205…">iStockphoto)
- Les particules bougent sans cesse. Les particules de la matière se déplacent constamment à toute température supérieure à –273,15 degrés Celsius. Mais l’œil humain ne peut pas percevoir leur mouvement.
Le savais-tu?
La température de –273,15 degrés Celsius correspond à 0 kelvin (0 K). Il s’agit du zéro absolu.
- La vitesse de déplacement des particules affecte leur température. Plus la vitesse des particules est grande, plus leur température est élevée.
Plus la vitesse des particules est grande, plus leur température est élevée. (Parlons sciences utilisant une image de VectorMine via iStockphoto)
En savoir plus
Le modèle atomique de Rutherford-Bohr
Cette page de AlloProf explique en détails comment fonctionne le modèle atomique de Rutherford-Bohr.
Voyage au cœur de la matière
Cette émission (26 min. 16 s.) de C'est Pas Sorcier explique l’histoire de la théorie atomique, jusqu’à la découverte des particules élémentaires par le CERN.
Références
BBC Bitesize. (n. d.) Kinetic particle theory - Kinetic particle theory and state changes - GCSE Physics (Single Science) Revision - Other.
EduMedia. (n. d.) Understanding Matter and Energy, Pure Substances and Mixtures
Petersen, D. (2019 March 26). How to teach states of matter and particle theory - Royal Society of Chemistry