Dès 420 avant JC, Démocrite (philosophe grec) a l’intuition de l’existence des atomes et invente leur nom (« atomos » en grec qui signifie insécable).
Aristote (philosophe grec) conteste cette existence et son prestige est tel qu’il faut attendre le
début du XIXème siècle pour que cette idée reprenne vie.
• En 1805, John Dalton annonce au monde l’existence des atomes.
• En 1881, J. J.Thomson découvre l’un des composants de l’atome. Il s’agit de particules
élémentaires négatives appelées en 1891 électrons.
• Au début du XXème siècle, l’ambition des physiciens est de proposer un modèle de l’atome en
précisant la répartition de la charge électrique à l’intérieur de celui-ci.
• En 1904, Thomson partant de l’idée que l’atome est électriquement neutre, pense qu’il doit
contenir des charges positives qui doivent compenser les charges négatives des électrons. Il
suppose que la charge positive est répartie dans un petit volume (qui peut avoir la forme d’une
sphère) et que les électrons sont parsemés dans cette sphère (« pudding de Thomson »).
• En 1910 Rutherford bombarde différents échantillons de matière (cuivre, or, argent) avec des
particules et il déduit de son expérience que la charge positive doit occuper un tout petit volume
qu’il appelle « noyau ». Après « un petit calcul » il trouve que la majorité de la masse de l’atome
est concentrée dans un noyau minuscule par rapport au reste de l’atome. Les dimensions du noyau
sont de l’ordre de 10-15m (100 000 fois moins que les dimensions de l’atome) et sa charge totale
compense celle des électrons.
• Rutherford pense alors au modèle planétaire pour décrire un atome. En effet la masse du
système solaire est essentiellement concentrée dans le Soleil tout comme celle de l’atome est
concentrée dans le noyau. Il propose donc comme modèle un tout petit noyau chargé
positivement et comportant l’essentiel de la masse de l’atome, autour duquel les électrons
décrivent des orbites.
Depuis, d’autres modèles plus complexes ont permis d’expliquer de nombreux autres
phénomènes. Le modèle actuel de l’atome est l’aboutissement d’une longue histoire au cours de
laquelle les représentations qu’on s’en fait ont profondément évolué.
Nous retiendrons un modèle simple constitué d’un noyau autour duquel gravitent, sans
trajectoire particulière, des électrons qui forment un nuage électronique.
Il est nécessaire d’élaborer un modèle pour pouvoir expliquer différents phénomènes et
en prévoir les conséquences. Celles-ci, soumises à l’expérience, permettent de valider le modèle,
de l’améliorer ou de le rejeter.
Cependant, il n’est pas toujours nécessaire d’utiliser le modèle le plus complexe pour
expliquer de façon simple un certain nombre d’observations. Il suffit de bien en connaître les
conditions d’utilisation.
Texte construit à partir de Sciences et Avenir de décembre 1994, Sciences et Vie Junior d’octobre
