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https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | qui rend les électrons périphériques plus mobilisables. La liaison covalente est une liaison forte : celle qui unit les deux atomes d'iode de la molécule n'est que de 151 kJ/mol, mais atteint pour la molécule , pour , et pour . Un autre type de liaison chimique s'observe dans les métaux : la liaison métallique. Les atomes métalliques ont en effet la propriété, lorsqu'ils s'assemblent, de faire apparaître, par recouvrement de leurs orbitales atomiques périphériques, une « bande de conduction » qui peut être occupée par des électrons délocalisés (on parle « d'aromaticité métallique ») issus des orbitales les moins |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | liées de ces atomes ; la conductivité électrique des métaux résulte du fait qu'il existe un nombre bien plus élevé de configurations électroniques possibles (on parle de densité d'états électroniques) qu'il y a d'électrons dans cette bande de conduction, de sorte que ces derniers y constituent un « gaz d'électrons ». Des atomes appartenant à des molécules distinctes peuvent également interagir avec leur nuage électronique autrement que par liaison covalente ou ionique. Ainsi, un atome d'halogène déficitaire en électrons et facilement polarisable peut former une liaison halogène avec les atomes ou groupements fonctionnels riches en électrons, tels que des dérivés |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | oxygénés ou azotés. De même, une molécule ayant un atome d'hydrogène acide peut former une liaison faible (de 5 à ) avec un atome électronégatif ayant des doublets non liants. Enfin, l'interaction des moments dipôlaires de deux atomes est à l'origine de la force de van der Waals, dont la force est du même ordre de grandeur que celle de la liaison hydrogène. Électronégativité et affinité électronique Compte tenu de leur configuration électronique, certains atomes auront davantage tendance que d'autres à attirer des électrons en formant des liaisons chimiques covalentes. Cette propriété est appelée l'électronégativité d'un atome. Elle dépend en |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | premier lieu de leur nombre de masse et, corrélativement, de l'intensité de la liaison entre le noyau atomique et des électrons de valence. Elle est généralement évaluée à l'aide de l'échelle de Pauling, du nom de Linus Pauling qui la mit au point en 1932. D'autres méthodes d'évaluation donnent des résultats légèrement différents, mais toutes révèlent les mêmes tendances à travers le tableau périodique. La lecture de ce tableau permet de dégager deux tendances principales : lorsqu'on parcourt de haut en bas une colonne du tableau, l'électronégativité diminue car les électrons de valence sont séparés du noyau par un nombre |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | croissant de sous-couches électroniques et sont donc de moins en moins liés à lui, d'où une affinité d'intensité décroissante ; lorsqu'on parcourt de gauche à droite une période du tableau, l'électronégativité est minimale à gauche et maximale à droite ; cela provient du fait que les alcalins ont plutôt tendance à perdre un électron qu'à en gagner pour acquérir la configuration électronique d'un gaz rare, tandis que les halogènes ont fortement tendance à gagner un électron pour saturer leur sous-couche p et acquérir la configuration électronique d'un gaz rare. Le cas des gaz rares eux-mêmes est particulier car les plus |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | légers d'entre eux sont chimiquement inertes, une véritable chimie des gaz rares n'existant que pour le krypton et, surtout, le xénon — le radon est trop radioactif pour présenter une chimie significative. L'électronégativité n'est pas une notion atomique absolue, mais plutôt une propriété chimique relative aux atomes engagés dans une liaison avec d'autres atomes. La propriété atomique stricto sensu correspondant à l'électronégativité est appelée affinité électronique et correspond à l'énergie libérée par l'adjonction d'un électron à un atome neutre pour former un anion. Il s'agit donc d'une grandeur physique mesurable, contrairement à l'électronégativité. Les valeurs représentées par un astérisque dans |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | le tableau ci-dessus sont voisines de zéro d'après l'interprétation quantique de la configuration électronique des atomes correspondants. On note que l'affinité électronique ne présente pas la périodicité régulière de l'électronégativité, mais qu'elle est tout de même la plus élevée pour les halogènes et sensiblement plus faible pour les métaux alcalins et, surtout, alcalino-terreux. Magnétisme Comme les nucléons, les électrons possèdent un spin, analogue à un moment angulaire, intrinsèque à chaque électron, auquel se superpose un moment angulaire orbital, représenté par le nombre quantique secondaire, généré par la distribution probabiliste de l'électron dans son orbitale atomique, qui s'assimile à un « |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | mouvement ». Ces deux moments angulaires se combinent pour constituer un champ magnétique autour de l'atome. Lorsque deux électrons occupent une case quantique de l'atome, ils ont chacun un spin opposé en vertu du principe d'exclusion de Pauli, ce qui annule le moment angulaire résultant ; mais les atomes et les ions qui ont un nombre impair d'électrons ont par conséquent un moment magnétique résultant non nul provenant du spin de leurs électrons. Les matériaux ferromagnétiques ont la particularité d'orienter dans la même direction les moments magnétiques de leurs atomes par interaction d'échange, ce qui crée un champ magnétique macroscopique |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | : c'est le cas, par exemple, de la magnétite . Certains matériaux orientent au contraire les moments magnétiques de leur atomes dans des directions alternativement opposées, ce qu'on appelle « antiferromagnétisme ». Les matériaux paramagnétiques révèlent leur magnétisme intrinsèque uniquement sous l'effet d'un champ magnétique extérieur, qui aligne le moment magnétique de leurs atomes tant qu'il est présent (susceptibilité magnétique positive) ; dès que ce champ magnétique extérieur cesse d'être appliqué, la magnétisation d'un matériau paramagnétique disparaît. Les atomes ayant des électrons non appariés dans leurs sous-couches d et f ont des propriétés magnétiques intenses car ces électrons sont fortement |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | localisés ; en particulier, les lanthanides font des aimants particulièrement puissants en raison de leur moment magnétique induit par jusqu'à sept électrons non appariés — notamment le néodyme et le samarium. Il existe une méthode d'analyse spectroscopique sous champ magnétique analogue à la résonance magnétique nucléaire (RMN) qui fait intervenir le spin des électrons au lieu de celui des noyaux : la résonance paramagnétique électronique (également appelée de façon plus propre « résonance de spin électronique »). Le diamagnétisme, quant à lui, est un phénomène assez général dû au moment angulaire orbital des électrons et non au spin de ces |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | derniers, qui consiste en l'apparition d'un champ magnétique de direction opposée à tout champ magnétique extérieur ; c'est un phénomène généralement de faible intensité, hormis quelques cas particuliers tels que, par exemple, l'or, le mercure, le bismuth et surtout les matériaux supraconducteurs (effet Meissner). Fluorescence et phosphorescence Un électron d'un atome peut être excité par absorption d'un photon incident, ce qui le fait occuper une orbitale atomique d'énergie supérieure à celle de son état fondamental. De nombreuses molécules aromatiques ou présentant des liaisons π conjuguées sont susceptibles d'être ainsi excitées simplement par éclairage ; leur relaxation vers l'état fondamental se |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | traduit alors par l'émission d'un ou plusieurs photons, selon deux mécanismes distincts : la fluorescence consiste en l'émission, par un atome excité, d'un photon d'énergie inférieure au photon incident et correspondant exactement à la différence d'énergie entre l'état excité de l'électron et son état fondamental. Il s'agit par conséquent d'un phénomène quasi instantané, la durée de vie de l'état excité des matériaux usuellement employés pour leurs propriétés fluorescentes étant de l'ordre de 0,5 à : la fluorescence cesse donc dès que l'éclairage cesse. La longueur d'onde émise est supérieure à celle de la lumière absorbée, ce qui permet par exemple |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | d'obtenir des effets esthétiquement intéressants par éclairage ultraviolet de matériaux fluorescents émettant dans le spectre visible ; la phosphorescence diffère de la fluorescence en ce que la relaxation fait intervenir un état triplet entre les deux états singulets que sont l'état excité et l'état fondamental. Un électron excité dans un état singulet peut passer facilement dans un état triplet par conversion intersystème, mais s'y trouve alors « piégé » car il ne peut rejoindre l'état fondamental singulet qu'à travers des transitions « interdites » ; ces dernières sont néanmoins possibles du point de vue quantique, notamment grâce à des couplages |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | spin-orbite, mais demeurent cinétiquement très défavorisées, ce qui explique que la phosphorescence soit un phénomène pouvant persister pendant, parfois, plusieurs heures. Raies spectrales L'interaction d'atomes avec un rayonnement électromagnétique peut également se traduire par l'apparition de raies d'absorption ou d'émission à certaines longueurs d'onde particulières sur un spectre par ailleurs continu. Ces longueurs d'onde correspondent à l'énergie de transition entre couches électroniques et sous-couches électroniques : lorsqu'un atome est atteint par un photon ayant une énergie égale à l'une de ces transitions entre niveaux d'énergie électroniques, un électron peut absorber ce photon et passer à un niveau d'énergie supérieur, laissant |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | une longueur d'onde déficitaire en photons, ce qui se matérialise dans le spectre par une raie d'absorption. Chaque atome, chaque ion, et même chaque molécule ou radical libre, possède ainsi une signature spectrale caractéristique, très employée par exemple en astrophysique pour détecter leur présence et déterminer leur concentration dans le milieu interstellaire, voire l'espace intergalactique : la disposition des raies spectrales, leur éventuel décalage (décalage vers le rouge), leur largeur, leur netteté et leur éventuelle séparation en plusieurs composantes (ce qu'on appelle leur structure fine) sont ainsi des paramètres riches d'informations sur le milieu traversé par le rayonnement analysé entre |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | sa source et sa détection par les instruments de spectroscopie. La présence d'un champ magnétique dans le milieu analysé peut être détectée par effet Zeeman, qui scinde une raie spectrale unique en trois composantes ou davantage, en raison de l'interaction du champ magnétique ambiant avec le moment magnétique de spin des électrons de l'atome : si plusieurs configurations électroniques partagent le même niveau d'énergie en l'absence de champ magnétique, cela cesse d'être le cas lorsqu'un champ magnétique est appliqué et chacune de ces configurations électroniques acquiert un niveau d'énergie légèrement différent des autres, leur multiplicité devenant alors visible sur le |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | spectre d'absorption. La présence d'un champ électrique peut être détectée dans le spectre de la même façon, cette fois en raison de l'effet Stark. La vitesse radiale du milieu étudié par rapport à l'observateur peut être déterminée par le décalage des raies spectrales vers le rouge (éloignement) ou vers le bleu (rapprochement) par effet Doppler-Fizeau : c'est un résultat très utile en astronomie pour évaluer la distance d'un objet à partir de son redshift en appliquant la loi de Hubble. États de la matière La matière baryonique peut exister à l'état solide, liquide ou gazeux selon sa température et sa |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | pression : les transitions entre ces états surviennent à des niveaux de température et de pression directement en rapport avec les propriétés des atomes et de leurs arrangements moléculaires qui constituent chaque matériau. Les états solide et liquide sont qualifiés d’états condensés, tandis que les états liquide et gazeux sont qualifiés d’états fluides. Les cristaux liquides (une mésophase) sont un état intermédiaire entre solide et liquide. Il existe par ailleurs des états de la matière moins courants sur Terre et qui dérivent des précédents : les plasmas sont un gaz d'atomes fortement ionisés dans un gaz d'électrons libres. Ce sont |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | donc des milieux conducteurs. Il s'agit de l'état de la matière de loin le plus courant dans l'univers : les étoiles sont entièrement à l'état de plasma, le milieu interplanétaire du Système solaire est balayé par le vent solaire, qui est un plasma, et des plasmas constituent l'essentiel du milieu interstellaire et de l'espace intergalactique. Sur Terre, les éclairs sont également des plasmas, de même que les aurores polaires ; les condensats de Bose-Einstein sont des gaz de bosons (les atomes sont aussi des bosons) piégés dans un puits de potentiel et refroidis à une température très proche du zéro |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | absolu : dans ces conditions, une grande partie des bosons occupe l'état quantique de plus faible énergie dans le puits de potentiel, de sorte que leurs fonctions d'onde se recouvrent au point de révéler à l'échelle macroscopique des effets quantiques ponctuels (à l'échelle de l'atome) inobservables à température plus élevée ; les supersolides seraient un état non confirmé de la matière aux atomes ordonnés comme un cristal mais dont les lacunes se comporteraient comme un condensat de Bose-Einstein superfluide. Formation et évolution des atomes Les atomes constituent environ 4 % de l'énergie totale observable de l'univers, avec une concentration moyenne |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | d'un atome pour quatre mètres cubes. Dans le milieu interstellaire d'une galaxie telle que la Voie lactée, la concentration d'atomes varie selon les régions entre cent mille et un milliard d'atomes par mètre cube, bien que l'environnement immédiat du Soleil soit bien plus ténu : à peine cinquante mille atomes par mètre cube, ce qui définit précisément la bulle locale comme une cavité dans le milieu interstellaire formée par l'explosion de supernovas voisines il y a deux à quatre millions d'années. Les étoiles se forment à partir de nuages denses, et les réactions de fusion nucléaire qui se déroulent en |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | leur sein conduisent à la formation d'éléments chimiques plus lourds que l'hydrogène, l'hélium et le lithium produits à la suite du Big Bang. Plus de 95 % des atomes de la Voie lactée se trouvent dans les étoiles, et les atomes « visibles » de notre galaxie représentent environ 10 % de sa masse : le reste de cette masse serait constitué d'une mystérieuse matière noire. Nucléosynthèse Dans les premières minutes de l'existence de l'univers, les quatre éléments les plus légers se sont formés au cours de la nucléosynthèse primordiale : environ 75 % d'hydrogène H, 25 % d'hélium He, |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | 0,01 % de deutérium H, et des traces (de l'ordre de 10) de lithium Li. Cette nucléosynthèse aurait été trop brève pour permettre la synthèse d'éléments plus lourds que le lithium et pour permettre la fusion du deutérium. Les atomes proprement dits, avec leur nuage électronique, se seraient formés lors de la recombinaison, environ après le Big Bang, et les premiers quasars et étoiles se seraient formés après d'années. La nucléosynthèse stellaire aurait alors pris le relais pour former tous les éléments chimiques jusqu'au fer par fusion successive de noyaux d'hélium : fusion de l'hydrogène : réaction proton-proton, cycle carbone-azote-oxygène |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | (CNO) ; fusion de l'hélium : réaction triple alpha, réaction alpha ; fusion des éléments plus lourds jusqu'au fer : Fusion du carbone, Fusion du néon, Fusion de l'oxygène, Fusion du silicium. À ce stade, la fusion cesse d'être exothermique et des réactions nécessitant un milieu très énergétique interviennent pour former les éléments plus lourds : capture neutronique (processus r, processus s), protonique (processus rp), et photodésintégration (processus p), qui interviennent tout à la fin de vie des étoiles, même peu massives, et surtout lors de l'explosion de supernovas. Sur Terre Selon toute vraisemblance, la grande majorité des atomes qui |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | constituent la Terre étaient déjà présents dans la nébuleuse solaire, dont l'effondrement gravitationnel aurait engendré le système solaire. Les atomes apparus depuis proviennent le plus souvent de la désintégration radioactive d'éléments primordiaux instables, et les rapports isotopiques des éléments correspondants offrent le moyen d'évaluer l'âge de la Terre par datation radiométrique. Par ailleurs, l'abondance naturelle de l'hélium 3 sur Terre par rapport à l'hélium 4 des gisements de gaz naturel permet de déduire que 99 % de l'hélium 4 terrestre provient de la radioactivité α. D'autres atomes, qualifiés de « cosmogéniques, » proviennent de l'interaction des rayons cosmiques avec l'atmosphère |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | terrestre : c'est le cas bien connu du carbone 14, mais aussi, par exemple, du béryllium 10. Enfin, de très nombreux atomes synthétiques sont produits en laboratoire à des fins essentiellement scientifiques, parfois militaires, rarement industrielles (en raison du coût prohibitif des matériaux ainsi produits), tels que le silicium 42 (pour valider certaines hypothèses sur le modèle en couches décrivant la structure nucléaire), le plutonium 239 (matériau de choix pour les armes nucléaires), le technétium 99m (très utilisé en médecine nucléaire) ou encore l'américium 241 (employé industriellement dans les détecteurs de fumée). Atomes de Rydberg Sous certaines conditions, il est |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | possible d'exciter des atomes, par exemple avec un laser à colorant, pour placer certains de leurs électrons dans des orbitales atomiques correspondant à un nombre quantique principal n égal à plusieurs dizaines d'unités, voire supérieur à 100. De tels atomes sont appelés atomes de Rydberg. Ils ont des propriétés remarquables, telles qu'une très grande susceptibilité électrique et magnétique, une relative stabilité, et des fonctions d'onde électroniques approchant, dans une certaine mesure, l'orbite décrite par un électron en mécanique classique autour du noyau. Les électrons de cœur écrantent le champ électrostatique du noyau du point de vue de l'électron périphérique, pour |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | lequel le potentiel du noyau est identique à celui d'un atome d'hydrogène. Le comportement de cet électron particulier est particulièrement bien décrit par le modèle de Bohr, pourtant très insuffisant pour modéliser les atomes « conventionnels ». Les atomes de Rydberg ont une taille très supérieure à celle des atomes à l'état fondamental : l'état d'excitation jusqu'à n = 137 d'un atome d'hydrogène correspond à un rayon atomique d'environ , soit cinq ordres de grandeur au-dessus du rayon d'un atome d'hydrogène à l'état fondamental (). Ils ne peuvent exister dans le milieu naturel terrestre car leur énergie d'ionisation y est |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | bien inférieure à l'énergie thermique, mais représentent une partie importante de la matière du milieu interstellaire, où ils peuvent persister longtemps sans interaction avec d'autres atomes ni avec des champs électriques ou magnétiques susceptible de provoquer leur retour à l'état fondamental. La raie spectrale à révélatrice de la transition de nombre quantique principal entre et de l'atome d'hydrogène est ainsi très fréquemment observée par les astronomes. Compte tenu de leur susceptibilité électrique et magnétique très élevée, les propriétés électriques et magnétiques des milieux contenant une proportion significative d'atomes de Rydberg sont sensiblement altérées par leur présence. Formes atomiques rares ou |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | hypothétiques Différentes formes d'atomes exotiques ont été conjecturées, et parfois observées. C'est le cas, par exemple, des atomes muoniques, dans lesquels un électron est remplacé par un muon : ce dernier étant plus massif qu'un électron, il présente des orbitales plus proches du noyau, ce qui donne des « atomes » plus petits. De la même façon, un électron peut être remplacé par un hadron, tel qu'un méson, une particule Σ-, voire un antiproton. Le seul atome exotique ayant une durée de vie significative est le muonium, résultant de l'interaction d'un électron avec un muon μ+ servant de « noyau |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | ». Ces formes d'atomes sont utiles pour vérifier certains aspects du modèle standard de la physique des particules, notamment les interactions élémentaires. L'interaction d'un positron avec un antiproton donne un atome d'antihydrogène, qui est un atome d'antimatière. Il existe a priori un « antiatome » pour chaque atome ; la production d'antimatière demeure néanmoins une expérience particulièrement coûteuse en énergie, et seul l'antihydrogène a été synthétisé à ce jour. Il existe également tout une variété d'atomes « conventionnels » mais néanmoins absents du milieu naturel et donc produits artificiellement. Ces éléments synthétiques sont, à deux exceptions près, des transuraniens, qui |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | sont de plus en plus instables à mesure que leur numéro atomique augmente. Histoire du concept d'atome La notion d'atome est particulièrement bien admise par le grand public, pourtant, paradoxalement, les atomes ne peuvent pas être observés par des moyens optiques et seuls quelques rares physiciens manipulent des atomes isolés. L'atome est donc un modèle essentiellement théorique. Bien que ce modèle ne soit plus aujourd'hui remis en cause, il a beaucoup évolué au cours du temps pour répondre aux exigences des nouvelles théories physiques et rendre compte des résultats expérimentaux obtenus au fil du temps. Antiquité : un concept philosophique |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | Il est possible que divers peuples aient développé la notion de « grain composant la matière », tant ce concept peut sembler évident lorsque l'on morcelle une motte de terre, ou en regardant une dune. Dans la culture européenne, ce concept apparaît pour la première fois dans la Grèce antique au , chez les philosophes présocratiques, notamment Leucippe (environ 460-370 av. J.-C.), Démocrite et plus tard Épicure. La théorie atomiste sera ensuite magnifiquement exposée par le Romain Lucrèce dans son œuvre De rerum natura, qu’il résume en affirmant que « les corps premiers sont [...] d’une simplicité impénétrable, et forment |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | un ensemble homogène et étroitement cohérent de particules irréductibles [...] dont la nature ne permet pas qu’on puisse encore rien retrancher ni soustraire. » Un des arguments majeurs développé par les atomistes est la permanence de l'univers qui suggère l'existence d'objets ultimement insécables rendant nécessaire une certaine quantité d'énergie pour disséquer la matière. Dans le cas contraire, toute énergie non nulle suffirait à dégrader la matière et userait l'univers qui prendrait peu à peu la forme de poussières impalpables. L'univers étant pensé ancien par les Grecs, cette idée d'une continuité de la matière était donc incompatible avec la stabilité du |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | monde observée. Il s'agit d'une conception du monde qui fait partie de la recherche des principes de la réalité, recherche qui caractérise les premiers philosophes : on suppose que la matière ne peut se diviser indéfiniment, qu'il y a donc une conservation des éléments du monde, qui se transforment ou se combinent selon des processus variés. La décomposition du monde en quatre éléments (eau, air, terre, feu) peut donc compléter cette thèse. L'atomisme est une solution concurrente, qui naît de l'opposition de l'être et du néant : l'atome est une parcelle d'être qui se conserve éternellement, sans quoi les choses |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | finiraient par disparaître. Les atomes sont indivisibles ; ils composent la matière comme les lettres composent les mots. Ce fut sans doute un tournant philosophique majeur, à l'origine du matérialisme et de la séparation de la science et de la religion. Cependant, même si l'empirisme épicurien tente d'établir cette hypothèse sur des bases scientifiques, l'atome demeure une intuition sans confirmation. La chimie du — les éléments Depuis des millénaires, on a remarqué que les produits se transforment : le feu, la métallurgie, la corrosion, la vie, la cuisson des aliments, la décomposition de la matière organique Par exemple, pour Empédocle, |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | les transformations de la matière s'expliquaient de la manière suivante : il y avait quatre types d'éléments (eau, air, terre, feu) qui s'associaient et se dissociaient, en fonction de l'amour ou de la haine qu'ils se portaient — les fameux « atomes crochus ». Au Moyen Âge, les alchimistes ont étudié ces transformations et remarqué qu'elles suivent des règles bien précises. Vers 1760, des chimistes britanniques commencent à s'intéresser aux gaz produits par les réactions, afin d'en mesurer le volume et de les peser. Ainsi, Joseph Black, Henry Cavendish et Joseph Priestley découvrent différents « airs » (c'est-à-dire gaz) : |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | l'« air fixe » (le dioxyde de carbone), l'« air inflammable » (le dihydrogène), l'« air phlogistiqué » (le diazote), l'« air déphlogistiqué » (le dioxygène)… (Le terme « phlogistique » provient de la théorie du chimiste allemand Georg Ernst Stahl, au début du , pour expliquer la combustion ; cette théorie fut balayée par Lavoisier.) Antoine Laurent de Lavoisier (chimiste français) énonce en 1775 que : (formulé d'une manière légèrement différente à l'époque) signifiant par là que : la masse se conserve pendant les réactions chimiques. Les scientifiques avaient observé que si l'on pesait la matière solide avant et |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | après la combustion, on avait une variation de masse ; ceci provient d'un échange avec l'air (l'oxygène s'incorpore et alourdit, le dioxyde de carbone et la vapeur d'eau s'en vont et allègent). Il suffit pour s'en rendre compte de faire brûler dans une cloche fermée, et de peser la cloche en entier, somme solide et gaz (compris) : la masse totale ne change pas ; les substances se décomposent en « éléments », c'est l'organisation de ces éléments qui change lors d'une réaction. Cette notion marque la véritable naissance de la chimie. Les chimistes ont donc commencé à recenser les |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | éléments dont sont composées toutes les substances et à créer une nomenclature systématique — oxygène : qui produit des acides (οξυs signifie « acide » en grec) — hydrogène : qui produit de l'eau… Par exemple, en 1774, Lavoisier, en suivant les travaux des chimistes britanniques, établit que l'air se compose d'« air vital » (dioxygène) et d'« air vicié et méphitique, mofette » (diazote) ; en 1785, il décompose l'eau (en faisant passer de la vapeur d'eau sur du fer chauffé au rouge) et montre donc que ce n'est pas un élément, mais que l'eau est décomposable en éléments |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | (c'est en fait une pyrolyse). Le terme d'« analyse » provient d'ailleurs de cette notion de décomposition, lusis (λυσιs) signifie « dissolution » en grec : on décompose les produits (par attaque acide, en les brûlant, en les distillant) jusqu'à obtenir des substances simples reconnaissables facilement (l'hydrogène, l'oxygène, le carbone, le fer). On a donc la première constatation expérimentale de la décomposition de la matière en substances élémentaires. La physique du — les particules Un autre pas, fait en parallèle, vient de l'étude des propriétés des gaz et de la chaleur (thermodynamique). Les fluides (liquides et gaz) sont étudiés en |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | Europe depuis l'Antiquité, mais c'est au milieu du que l'on commence vraiment à cerner leurs propriétés, avec l'invention du thermomètre (thermoscope de Santorre Santario, 1612), du baromètre et du vide pompé (Evangelista Torricelli, 1643), l'étude de l'expansion des gaz (Gilles Personne de Roberval, 1647), la pression atmosphérique (Blaise Pascal et Florin Perrier, 1648), les relations entre pression et volume (Robert Boyle en 1660, Edmé Mariotte en 1685), la notion de zéro absolu (Guillaume Amontons, 1702) René Descartes (mathématicien, physicien et philosophe français) émet l'idée, en 1644, que les gaz sont composés de particules tourbillonnantes. Mais il ne s'agit là encore |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | que d'une conception imagée, sans appui expérimental ; dans le même ordre d'idées, Descartes pensait que c'était aussi un tourbillon de « matière subtile » qui entraînait la rotation des planètes (ceci fut mis en défaut par Isaac Newton avec l'attraction universelle en 1687). Cependant, cette notion de corpuscules inspira d'autres scientifiques. Les mathématiciens suisses Jakob Hermann (1716) et Leonhard Euler (1729), mais surtout le physicien suisse Daniel Bernoulli (1733), effectuent des calculs en supposant que les gaz sont formés de particules s'entrechoquant, et leurs résultats sont en accord avec l'expérience. C'est la conception « cinétique » des gaz, c'est-à-dire |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | l'explication de la température et de la pression par des particules en mouvement. Une autre science se développe à la fin du : la cristallographie. Ce qui intrigue les scientifiques, c'est l'observation des formes géométriques des cristaux naturels, et leur capacité à se cliver selon des plans lisses respectant ces symétries. Reprenant l'idée de classification des êtres vivants de Carl von Linné, on commence à rechercher et classer les minéraux (Jean-Baptiste Romé de L'Isle, minéralogiste français, 1772). L'abbé René-Just Haüy (cristallographe français), en 1781, suppose que la forme des cristaux reflète la symétrie d'une « brique élémentaire », le cristal |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | étant un assemblage de ces briques. On retrouve ici cette notion de composant élémentaire de la matière. — le triomphe de l'atome À ce stade, ressortaient trois notions : les corps chimiques sont décomposables en substances élémentaires ; les gaz sont composés de corpuscules qui volent et s'entrechoquent ; les cristaux sont composés de cellules dont la forme détermine la forme extérieure du cristal. Ces notions ont en commun le fait que la matière homogène est composée de corpuscules tous semblables entre eux, mais trop petits pour être visibles. Les découvertes du vont permettre de faire converger ces trois notions, |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | et d'établir les notions de molécule et d'atome. John Dalton (chimiste et physicien britannique), en 1804, mesure les masses des réactifs et des produits de réaction, et en déduit que les substances sont composées d'atomes sphériques, identiques pour un élément, mais différents d'un élément à l'autre, notamment par la masse de ces atomes. Il découvre également la notion de pression partielle (dans un mélange de gaz, la contribution d'un gaz donné à la pression totale). Il fut le premier à émettre les idées de la théorie atomique. En 1807, Louis Joseph Gay-Lussac (physicien et chimiste français), établit la loi reliant |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | la température et la pression d'un gaz. En 1808, il établit que les gaz réagissent en proportions déterminées ; les rapports des volumes des réactifs et des produits de réaction sont des nombres entiers petits. Le fait que ce soit des nombres entiers, a induit fortement à penser que la matière n'est pas « continue » (pensée dominante à cette époque), mais faite d'éléments discontinus. Amedeo Avogadro (physicien italien), en 1811, énonce, sans preuve, que pour une température et une pression fixées, un volume donné de gaz contient toujours le même nombre de molécules, et ce quel que soit le |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | gaz. Il fait également l'hypothèse que les gaz sont polyatomiques, et définit nettement molécules et atomes. André-Marie Ampère (1814), Jean-Baptiste Dumas (1827) et William Prout (1834) arrivent à la même conclusion. En 1813, Jöns Jacob Berzelius inventa et fit admettre universellement des formules chimiques analogues aux formules algébriques pour exprimer la composition des corps ; le système actuel de notation fut adopté grâce à lui qui le proposa. En 1821, (mathématicien britannique) publie une théorie cinétique des gaz pour expliquer la propagation des sons, les changements de phase (vaporisation, liquéfaction) et la diffusion des gaz. Robert Brown (botaniste britannique), en |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | 1827, observe le mouvement de particules à l'intérieur de grains de pollen ; ceux-ci vont en ligne droite, et ne changent de direction que lors d'un choc avec un autre grain ou bien contre une paroi. C'est de ce comportement, le « mouvement brownien », que s'inspireront les physiciens pour décrire le mouvement des molécules de gaz. Gabriel Delafosse, en 1840, suppose que l'on peut dissocier la composante élémentaire du cristal et son organisation ; ainsi, la brique élémentaire de Haüy pourrait être un réseau aux nœuds duquel se trouveraient des « molécules » ; ce serait la forme du |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | réseau qui donnerait la forme au cristal et non pas nécessairement la forme des molécules. Louis Pasteur (chimiste et biologiste français), en 1847, établit le lien entre la forme des molécules et la forme des cristaux (en fait, la molécule donne sa forme au réseau, et le réseau sa forme au cristal). Auguste Bravais (physicien français), en 1849, détermine les 32 réseaux cristallins possibles. En 1858, Stanislao Cannizzaro insiste sur la distinction, précédemment émise par Avogadro sous forme d'hypothèse, entre le poids moléculaire et atomique et montre comment le poids atomique des éléments contenus dans des composés volatils peut être |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | déduit de la connaissance de leur chaleur spécifique et comment le poids atomique des composés dont la densité de vapeur est inconnue peut aussi être déduite de la chaleur spécifique. La même année, Rudolf Clausius (physicien allemand) définit le libre parcours moyen d'une molécule dans un gaz (distance moyenne parcourue entre deux chocs). Partant de là, en 1859, James Clerk Maxwell (physicien écossais) introduit la notion de dispersion statistique des vitesses des molécules dans la cinétique des gaz. Ceci permit à Ludwig Boltzmann (physicien autrichien), en 1858, d'estimer la taille des molécules et de définir la répartition statistique des vitesses |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | dans un gaz. En 1863, John Alexander Reina Newlands publie le premier tableau périodique des éléments, ordonnés en fonction de leur masses atomiques relatives, et émit l'hypothèse, en 1865, de la « loi des octaves » selon laquelle les propriétés chimiques d'un élément de la table se retrouvent tous les huit éléments. Personne n'y croit à l'époque. Dimitri Ivanovitch Mendeleïev (chimiste russe), en 1869, classe les atomes par masse croissante, et remarque qu'il y a bien une périodicité dans leurs propriétés chimiques. Il établit donc un tableau classant les éléments ; les trous dans ce tableau permirent de découvrir de |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | nouveaux éléments. Bilan La notion d'atome et de molécule a donc permis le succès de la thermodynamique statistique, de la chimie et de la cristallographie. À cette notion, vont correspondre des modèles qui seront affinés au cours du développement de la physique et particulièrement précisés par les découvertes de la physique quantique durant le , et notamment : la découverte de l'électron (Joseph John Thomson, 1897) ; les expériences de déviation des particules alpha par la matière (Ernest Rutherford of Nelson, 1911) ; les expériences de diffraction des rayons X sur les cristaux (Max von Laue, 1912). Historique des modèles |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | de l'atome Dans l'histoire des sciences, plusieurs modèles de l'atome ont été développés, au fur et à mesure des découvertes des propriétés de la matière. Aujourd'hui encore, on utilise plusieurs modèles différents ; en effet, le modèle le plus récent est assez complexe, l'utilisation de modèles « anciens » ou partiellement faux, mais plus simples, facilite la compréhension, donc l'apprentissage et la réflexion. Depuis l'antiquité grecque, on supposait que la matière pouvait se fractionner en petits morceaux jusqu'à obtenir des grains indivisibles, qu'elle était comme « de la poussière dans la lumière ». C'est avec l'expérience de Rutherford que l'on |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | atteint enfin ce grain : les particules α, en traversant la matière, voient leur trajectoire perturbée, ce qui va permettre enfin de savoir comment est organisée cette « poussière »… 1675 : Jean Picard observe une luminescence verte en agitant un tube de baromètre ; on découvrira quelques siècles plus tard que cela est dû à l'électricité statique et aux vapeurs de mercure ; 1854 : Heinrich Geissler et Julius Plücker découvrent les rayons cathodiques, des rayons verts luminescents lorsque l'on établit une forte tension électrique dans une ampoule dont on a pompé l'air (faible pression de gaz) ; ils |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | inventent ainsi la lampe à décharge, qui éclaire maintenant nos supermarchés d'une lumière blanche, nos rues et nos stationnements d'une lumière orange (lampes au sodium) ; 1897 : J. J. Thomson établit que ces rayons cathodiques sont constitués de particules chargées négativement arrachées à la matière, et découvre ainsi l'électron ; c'est la première décomposition de l'atome ; 1900 : Max Planck montre la quantification des échanges d'énergie dans la matière (recherches sur le corps noir) ; 1911 : expérience de Rutherford : il bombarde une feuille d'or par des particules alpha (des noyaux d'hélium, chargés positivement, obtenus par radioactivité) |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | ; il en déduit que : la plupart des particules vont en lignes droites, donc la matière est « pleine de trous » ; mais certaines sont déviées et même rebroussent chemin, donc elles rencontrent des îlots très concentrés de matière chargée positivement (les + se repoussent entre eux). Il en déduit le modèle atomique planétaire : l'atome est constitué d'un noyau positif très petit et d'électrons tournant autour ; ce modèle pose un gros problème : en tournant, les électrons devraient perdre de l'énergie par rayonnement, et donc s'écraser sur le noyau… (ex.: Capture K) 1913 : Niels Bohr |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | réunit les concepts de Planck et de Rutherford, et propose un modèle atomique quantique: les orbites des électrons ont des rayons définis, il n'existe que quelques orbites « autorisées » ; ainsi, les échanges d'énergie quantifiés correspondent à des sauts entre les orbites définies, et lorsque l'électron est sur l'orbite la plus basse, il ne peut pas descendre en dessous et s'écraser (mais ce modèle n'explique pas pourquoi) ; 1914 : l'expérience de Franck et Hertz valide le modèle de Bohr : ils bombardent de la vapeur de mercure avec des électrons ; l'énergie cinétique perdue par les électrons traversant |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | les vapeurs est toujours la même ; 1924 : Louis de Broglie postule la dualité onde-corpuscule ; 1926 : Schrödinger modélise l'électron comme une onde, l'électron dans l'atome n'est donc plus une boule mais un « nuage » qui entoure le noyau ; ce modèle, contrairement aux autres, est stable car l'électron ne perd pas d'énergie. Modèles obsolètes Les modèles présentés dans cette section sont trop éloignés de la réalité pour pouvoir être utilisés. Ils ne sont présentés ici qu'à titre historique. Modèle de J.J. Thomson ou modèle de l'électron élastiquement lié à l'atome Avec la découverte de l’électron en |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | 1897, on savait que la matière était composée de deux parties : une négative, les électrons, et une positive, le noyau. Dans le modèle imaginé alors par Joseph John Thomson, les électrons, particules localisées, baignaient dans une « soupe » positive, à l’image des pruneaux dans le far breton (ou dans le plum-pudding pour les Britanniques ou encore comme des raisins dans un gâteau). Ce modèle fut invalidé en 1911 par l'expérience d’un de ses anciens étudiants, Ernest Rutherford. Modèle planétaire de Rutherford L'expérience de Rutherford met en évidence que les charges positives ne sont pas « étalées » entre |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | les électrons, mais sont concentrées en de petits points. Il bombarda une fine feuille d'or par un faisceau de particules alpha (particules de charges électriques positives). Il observa que les particules étaient déviées faiblement, ce qui ne correspondait pas au résultat prévu par le modèle de Thomson, pour lequel, elles n'auraient pas dû la traverser. Rutherford imagine donc un modèle planétaire : l'atome est constitué d'un noyau positif autour duquel tournent des électrons négatifs. Entre le noyau et ses électrons, un très grand vide existe. Ce modèle fut très vite mis en défaut par les équations de Maxwell d'une part, |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | qui prédisent que toute charge accélérée rayonne de l'énergie, et par les expériences montrant la quantification des niveaux d'énergie d'autre part. Modèles approchés couramment employés Modèle des sphères dures Le modèle le plus simple pour représenter un atome est une boule indéformable. Ce modèle est très utilisé en cristallographie. Une molécule peut se voir comme plusieurs boules accolées, un cristal comme des boules empilées. On utilise parfois une représentation « éclatée » : les atomes sont représentés comme des petites boules espacées, reliées par des traits, permettant de faire ressortir les directions privilégiées, les angles et de visualiser le nombre |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | des liaisons. Ce modèle correspond bien à certaines propriétés de la matière, comme la difficulté de comprimer les liquides et les solides, ou bien le fait que les cristaux ont des faces bien lisses. En revanche, il ne permet pas d'expliquer d'autres propriétés, comme la forme des molécules : si les atomes n'ont pas de direction privilégiée, comment expliquer que les liaisons chimiques révèlent des angles bien définis ? Modèle de Bohr Un modèle fut développé par Niels Bohr en 1913 à partir des propriétés mises en évidence par Planck et Rutherford. Dans le modèle des sphères dures, l’atome est |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | un objet entier, indécomposable. Or, on sait depuis le milieu du que l’on peut en « arracher » des particules portant une charge électrique négative, les électrons. Dans le modèle de Bohr, l’atome est composé d’un noyau chargé positivement, et d’électrons tournant autour, les rayons des orbites des électrons ne pouvant prendre que des valeurs bien précises. Le noyau est très compact, d’un diamètre d’environ 10 à 10 m, c’est-à-dire que le noyau est cent mille à un million de fois plus petit que l’atome ; il porte une charge électrique positive. C’est aussi la partie la plus lourde de |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | l’atome, puisque le noyau représente au moins 99,95 % de la masse de l’atome. Les électrons sont ponctuels, c’est-à-dire que leur rayon est admis quasi nul (tout du moins plus petit que ce que l’on peut estimer). Ils portent une charge négative. Pour des raisons de lisibilité, le schéma ci-dessous n’est donc pas à l’échelle, en ce qui concerne les dimensions du noyau et des électrons, ni aussi pour les rayons des différentes orbites (on notera ici que le nombre d’électrons sur les orbites n’est pas prédit par le modèle). Cette vision permet de décrire les phénomènes spectroscopiques fondamentaux, c’est-à-dire |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | le fait que les atomes absorbent ou émettent seulement certaines longueurs d’onde (ou couleur) de lumière ou de . En effet, le système {noyau+électrons} étant stable et confiné, d’énergie négative, il ne possède qu’un ensemble discret d’états (et donc de niveaux) d’énergie : c’est le passage d’un état à l’autre de l’atome qui provoque une émission discrète d’énergie, ce qui explique donc les raies spectroscopiques des atomes. Le modèle de Bohr, décomposant l’atome en deux parties, un noyau et un nuage d'électrons, est plus précis que le modèle des sphères dures, pour lequel la surface de la sphère correspond à |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | l’orbite des électrons extérieurs. Cependant, très vite, le modèle de l’atome de Bohr ne permettra pas d’expliquer l’ensemble des observations (effet Zeeman). Il faut attendre 1924-1926 pour qu’avec Schrödinger, les orbites deviennent orbitales avec des énergies stationnaires : la mécanique quantique est née. Modèle actuel : modèle de Schrödinger La naissance de la mécanique ondulatoire de Louis de Broglie en 1924, généralisée par Erwin Schrödinger en 1926 amène à proposer un nouveau modèle, dont les aspects relativistes furent décrits par Paul Dirac en 1928 ; il permet d'expliquer la stabilité de l'atome et la description des termes spectroscopiques. Dans ce |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | modèle, les électrons ne sont plus des billes localisées en orbite, mais des nuages de probabilité de présence. Ce point de vue, révolutionnaire, peut choquer en première approche. Cependant la représentation que l'on pouvait se faire d'un électron — une petite bille ? — était dictée par les formes observées dans le monde macroscopique, transposées sans preuves dans le monde microscopique. Il faut bien se douter du fait que ce que l'on connaît de l'électron ne repose que sur des manifestations indirectes : courant électrique, tube cathodique (télévision)… Depuis les années 1930, on modélise ainsi l'électron par une « fonction |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | d'onde », généralement notée Ψ, dont le carré de la norme représente la densité de probabilité de présence. Pour représenter fidèlement les propriétés de l'électron, on ne dispose que de fonctions mathématiques compliquées ; cette abstraction rebute encore bien des physiciens. Nous essayons ci-dessous de donner une image de la notion de fonction d'onde, image nécessairement imparfaite. Imaginons que hors de l'atome, l'électron soit une petite bille. Lorsque l'électron est capturé par l'atome, il se « dissout » et devient un nuage diffus, il s'« évapore ». Quand on l'arrache de l'atome, il redevient une petite bille, il se « |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | recondense ». Il existe d'autres exemples d'objet qui changent de forme, par exemple, hors de l'eau, le sel est sous forme de cristaux ; mis dans l'eau, il se dissout, et si l'on fait s'évaporer l'eau, on retrouve des cristaux. Le sel change de forme (cristal compact ou dissous dans l'eau), mais on a tout le temps du sel. De manière un peu plus exacte : un électron, hors d'un atome, est représenté par un paquet d'ondes, qui peut être considéré, dans certaines limites, comme une petite bille. La mécanique quantique démontre qu'un tel paquet d'ondes s'étale au cours du |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | temps ; au contraire, un électron d'un atome conserve la structure de la fonction d'onde associée à l'orbite qu'il occupe (tant qu'il n'est pas éjecté de l'atome). La mécanique quantique postule donc, non la conservation de la forme (non connue) de l'électron, mais la conservation de l'intégrale de la probabilité de présence. Dans le modèle de Schrödinger, les nuages correspondant aux différents électrons s'interpénètrent ; il n'est pas question de se donner une représentation individuelle des électrons chacun sur son orbite, comme cela était dans le cas du modèle de Bohr. Cela est d'autant plus vrai que les électrons sont |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | des particules identiques indiscernables. Les effets d'échange amènent à considérer que chaque électron de l'atome est à la fois sur chaque orbitale occupée (correspondant à une configuration électronique donnée). L'ionisation de l'atome (l'arrachement d'un électron de l'atome) peut alors être représentée par le schéma simplifié ci-dessous. Pour éviter des complications inutiles, on considérera l'atome le plus simple afin de montrer quelques schémas dévoilant les points fondamentaux du modèle : le nuage électronique associé à l'état fondamental, révélant (comme d'autres états) la possibilité pour l'électron d'être au sein du noyau, ce qui a des conséquences en physique nucléaire : capture électronique |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | ; le nuage électronique associé à une combinaison linéaire de deux orbitales associées au premier niveau excité. Cet exemple montre la possibilité d'obtenir des nuages électroniques pointant vers l'extérieur de l'atome… Nous sommes ainsi préparés aux liaisons moléculaires. Soit ρ(r, θ, φ) la densité de probabilité de présence au point de coordonnées sphériques (r, θ, φ). Pour l'état fondamental, la densité de probabilité, ρ, est maximale au centre de l'atome. Considérons maintenant la densité radiale de probabilité de présence (à la distance r du noyau, toutes les directions confondues) : , cette densité radiale est maximale pour r = r1 |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | de la première orbite du modèle de Bohr (dans l'expression ci-dessus, on a tenu compte de la symétrie sphérique de ρ, identique pour toutes les directions). On a en fait : ρ(0,0,0) > ρ(r1,0,0), mais P(0) < P(r1). En fonction de l'état quantique de l'électron (fondamental, excité…) ces nuages peuvent prendre différentes formes, qui sont décrites en particulier par les harmoniques sphériques. La forme la plus simple est la symétrie sphérique, montrée en particulier, ci-dessus, dans le cas de l'état fondamental, |1s>. Des combinaisons linéaires de fonctions d'onde, utilisant des harmoniques sphériques distinctes, permettent l'apparition d'une anisotropie qui va devenir |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | essentielle pour le passage de la notion d'atome à celle de molécule. Le schéma ci-contre montre une coupe de la densité de probabilité de présence de l'orbitale hybride | > de l'atome d'hydrogène, coupe contenant Oz axe de symétrie de l'orbitale atomique. Pour cet exemple, l'axe Oz devient une direction privilégiée, mais de plus la densité de probabilité de présence s'étale plus loin pour une orientation donnée. Ce modèle permet d'expliquer : la stabilité de l'atome, les charges sont accélérées, mais elles sont contraintes par la mécanique quantique (relations d'incertitude) ; la forme des molécules : orientation préférentielle des nuages |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | électroniques ; l'organisation des cristaux : le nuage électronique se comporte comme une coquille dure ; les effets spectroscopiques (la quantification des échanges d'énergie) : le nuage ne peut prendre que des formes déterminées, notamment en ce qui concerne la distance r1 du maximum de densité au noyau. On notera pour terminer que des corrections relativistes sont à apporter, dans le cas des atomes de numéro atomique élevé, pour la détermination des niveaux internes (les vitesses des électrons sur les orbites du modèle de Bohr sont alors importantes). Noyau atomique Si la mécanique quantique permit d'expliquer rapidement les caractéristiques spectroscopiques |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | des atomes et des molécules, le cœur de l'atome, son noyau, fut plus difficile à comprendre. Les difficultés sont ici de deux ordres : l'une correspondant à l'importance de l'énergie des particules sondes permettant d'atteindre les dimensions de l'ordre du fermi, l'autre à la nécessaire invention d'au moins une interaction supplémentaire permettant la stabilité d'un noyau constitué de protons (qui se repoussent électriquement) et de neutrons. Cette compréhension de la cohésion du noyau devait aussi expliquer les phénomènes de radioactivité alpha, bêta et gamma, dont les premières observations dataient de la dernière décennie du . La décennie qui précéda la |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | Seconde Guerre mondiale mena à la découverte des deux interactions maîtresses de la stabilité du cœur : l'interaction forte et l'interaction faible. La petitesse de la portée de ces deux interactions, respectivement 10 m et 10 m explique les difficultés expérimentales rencontrées. Les difficultés théoriques ne manquent pas, non plus ; il ne s'agit pas de lois physiques aussi simples que celles de l'électromagnétisme, même compliquées par la mécanique quantique, mais de la compréhension de toutes les particules élémentaires… L'invention des quarks et des gluons donne ainsi la vision actuelle de l'interaction qui maintient ensemble les nucléons. Cette physique nucléaire |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | mène aussi à l'explication de la nucléosynthèse, expliquant les aspects nucléaires du tableau de Mendeleïev. On se retrouve là dans le foisonnement de la naissance de l'univers et de la dynamique des étoiles. Notation Un atome est couramment désigné par son symbole chimique, complété par son nombre de masse A (égal au nombre de nucléons de l'atome) placé en haut et à gauche du symbole. Exemple : le carbone 12 de nombre de masse 12 est noté . Il est d'usage de compléter cette écriture par le numéro atomique Z, placé en bas et à gauche du symbole, pour décrire |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | une réaction nucléaire dans laquelle intervient un isotope. Le carbone 12 est ainsi noté . Ainsi, le carbone 14 et le carbone 12 sont deux isotopes. Notes et références Voir aussi Articles connexes Nucléosynthèse Réaction chimique Réaction nucléaire Règle de l'octet Règle du duet Orbitale atomique Atome d'hydrogène Raie à 21 centimètres Bibliographie M. Russell Wehr et James A. Richards, , Physics of the atom, Addison-Wesley Pubishing Company. Michel Chauvin, De l'atome au nucléaire : un siècle de prouesses scientifiques et d'enjeux politiques, Presses internationales Polytechnique, 2009. Ben Still, La vie secrète des atomes - Les mystères des 118 éléments |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Atome | Atome | qui constituent la matière, Dunod, 2017 Filmographie Le roman de l'atome - film éducatif Liens externes Fundamental Physical Constants – Complete Listing Alfred Kastler, Le concept d'atome depuis cent ans Masses des atomes classés par ordre alphabétique, sur atomer.fr Sketching of History of Statistical Mechanics and Thermodynamics La taille des atomes, Astronoo e-penser, L'atome (partie 1 et partie 2), sur YouTube Histoire de la chimie Histoire de la physique |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Abr%C3%A9viations%20en%20informatique%20U | Abréviations en informatique U | UAL : Unité Arithmétique et Logique UC Unité Centrale Underpinning Contract : dans la terminologie ITIL, il s'agit des contrats avec les sous-traitants UDF : Universal Disk Format UDMA : Ultra Direct Memory Access, voir Advanced Technology Attachment UDP : User datagram protocol UEFI : Unified Extensible Firmware Interface UEM : Gestion unifiée des terminaux (Unified Endpoint Management) (en lien avec l'Internet des objets) UHCI : , la version 1.x d'USB UMB : Upper Memory Block (bloc de mémoire supérieure) UML : Unified modeling language UMTS : Universal mobile telecommunications system UO: Unité organisationnelle (dans Active Directory) UP : Unified |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Abr%C3%A9viations%20en%20informatique%20U | Abréviations en informatique U | process UPN : User Principal Name dans LDAP UPNP : Universal Plug and Play URANDOM : Unlimited Random URI : Identifiant uniformisé de ressource (Uniform Resource Identifier) URL : Repère uniforme de ressource (Uniform Resource Locator) URN : Nom uniformisé de ressource (Uniform Resource Name) UPS : Uninterruptible Power Supply USB : Universal serial bus UTF-8 : Unicode Transformation Format 8 bits UTF-16 : Unicode Transformation Format 16 bits UTF-32 : Unicode Transformation Format 32 bits UTP : Paire torsadée (Unshielded Twisted Pair) UUCP : Unix-to-Unix file Copy Protocol UUID: Universal Unique Identifier U |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Agriculture%20en%20Arabie%20saoudite | Agriculture en Arabie saoudite | L'agriculture représente approximativement 2 % du produit intérieur brut du Royaume d'Arabie saoudite et emploie près de 5 % de la population active. L'État est très engagé pour la production agricole du pays, qui doit cependant importer 70 % de sa nourriture. Les exportations sont principalement constituées de dattes, œufs, poisson, volaille, fruits, légumes et fleurs. Caractéristiques générales L'Arabie saoudite dispose de 3 millions d'hectares de terres arables. Mais l'économie du royaume est quasiment fondée sur l'or noir et la dégringolade des tarifs pétroliers a dirigé à un relâchement du développement. Dès qu'ils ont atteint 3,5 % du produit intérieur |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Agriculture%20en%20Arabie%20saoudite | Agriculture en Arabie saoudite | brut il y a 1 an, la marge de progression économique saoudienne s'est clairement diminuée en 2016, n'atteignant que 1,2 % du produit intérieur brut en fonction des évaluations. Le gouffre de la dette est allé jusqu'à 14,1 % du produit intérieur brut, en augmentation importante face à 2015 mais inférieur aux estimations. Le déficit public (14 % du produit intérieur brut) a clairement amélioré mais demeure soutenable en raison des grandes stocks saoudiens. Les états financiers 2017 stoppent la politique de rigueur et envisagent des relevés de soutien à la marge de progression. Historique La part de l'agriculture dans |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Agriculture%20en%20Arabie%20saoudite | Agriculture en Arabie saoudite | le PNB saoudien n'a cessé de décroître depuis 1960 jusqu'à atteindre moins de 3 % du PIB au milieu des . Bénéficiant d'aides gouvernementales, le secteur reprit peu à peu de l'importance jusqu'à représenter 13 % du PNB vers 1985. Il est pourtant retombé à 7 % en 1990 et à 2,7 % en 2014. En revanche, le nombre de personnes employées par l'agriculture, l'élevage et la pêche est en augmentation ; il équivaut en 2005 à 6,7 % de la population active. Le gouvernement a encouragé vigoureusement les efforts en matière agricole dans les à 2000, poursuivant à long |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Agriculture%20en%20Arabie%20saoudite | Agriculture en Arabie saoudite | terme un objectif d'autosuffisance alimentaire avant d’abandonner cet objectif. La surface cultivée passe de dans les à un pic de hectares à 1991 à une moyenne de d'hectares entre 1995 et 2006 avant de baisser à un million d'hectares en 2013. L'industrie agroalimentaire est lui en essor, utilisant surtout des produits de base importés. Elle est passée de 460 firmes en 2002 à 732 en 2012. En 2014, l'Arabie saoudite a importé des ingrédients alimentaires et des produits en vrac pour un traitement ultérieur pour une valeur d'environ 4,5 milliards de dollars américains. Elle exporte une partie importante de sa |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Agriculture%20en%20Arabie%20saoudite | Agriculture en Arabie saoudite | production de produits alimentaires transformés, estimée à 2,9 milliards de dollars en 2014. Culture du blé (1973-2016) La production céréalière saoudienne repose massivement sur l'irrigation, à part dans les montagnes de l'Asir où les pluies de la mousson pourvoient aux besoins des cultures grâce à un système de rétention des eaux impliquant l'usage de terrasses. Depuis 1973, l'objectif numéro un a été l'extension de la surface cultivée, en particulier dans les régions où le blé en culture irriguée domine. Cette surface cultivée est passée de en 1973 à en 1990 et en 2000, la majeure partie de l'expansion venant des |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Agriculture%20en%20Arabie%20saoudite | Agriculture en Arabie saoudite | terres à blé. Le gouvernement offrant plusieurs fois le prix du marché pour le blé produit dans le pays, la surface consacrée au blé a littéralement explosé, passant de en une dizaine d'années. En 1954, la production est seulement de , mais le royaume devient autosuffisant en 1981 et en 1989, elle passe à de tonnes. Le record est atteint en 1991 avec de tonnes de blé qui ont donné lieu à de ryals saoudiens ( de dollars valeur 1991 soit milliards de $ actuels) de subvention agricole. Les besoins domestiques se limitant à , l'excédent est alors exporté ou |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Agriculture%20en%20Arabie%20saoudite | Agriculture en Arabie saoudite | donné, faisant de ce pays le exportateur mondial en 1992. Sous le règne de , la région du Nadj se métamorphose : les Saoudiens font pousser du blé dans le désert ; le sable cède la place à des centaines de cercles de blés verts au centre desquels des arroseurs automatiques font jaillir l'eau : les fermes circulaires. Celle-ci provient de sources surexploitées depuis les et désormais en voie de disparition. L'agriculture consomme plus de 80 % de l’eau du Royaume, alors qu’elle ne fournit que 20 % de son alimentation. L’Arabie Saoudite décide pour limiter cette consommation excessive d'eau |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Agriculture%20en%20Arabie%20saoudite | Agriculture en Arabie saoudite | d’arrêter sa production de blé en 2016. Politique agricole L'Arabie saoudite a mené une politique agricole volontariste à partir des années 1970, visant à être autosuffisante. Cet objectif est abandonné en 2008, en raison de sa trop forte consommation d'eau. Le royaume vise dès lors à « délocaliser » cette production agricole, notamment par l'achat de terres dans les pays voisins. Productions agricoles et animales L'Arabie saoudite est un pays grand comme 4 fois la France, essentiellement désertique, excepté une frange semi-désertique (< 200 mm de pluies) située au nord à proximité de la frontière jordanienne, et une petite chaîne |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Agriculture%20en%20Arabie%20saoudite | Agriculture en Arabie saoudite | montagneuse au Sud-Ouest (500 mm) à proximité de la mer rouge et du Yémen Les principales productions agricoles sont par ordre décroissant, les céréales, les fruits (dattes principalement), les fourrages et les légumes. Les principales productions animales sont les vaches laitières, la volaille (poulet de chair et œufs), les chameaux, les petits ruminants, l’aquaculture. L’essentiel de la production est concentrée autour de quelques grandes entreprises intégrées, allant de la production agricole jusqu’au produit industriel fini. Les plus grandes d’entre elles ont été publiques avant d’être progressivement privatisées. Leurs productions étaient principalement les céréales, le fourrage et le lait, avant de |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Agriculture%20en%20Arabie%20saoudite | Agriculture en Arabie saoudite | diversifier leur production agricole et industrielle. Une part de plus en plus importante de leurs productions se fait en dehors du pays, Afrique et Amérique pour la production agricole, Moyen-Orient pour la production agroalimentaire. Seuls les élevages de chameaux et de petits ruminants sont majoritairement le fait de petites exploitations, le plus souvent bédouines. L'Arabie saoudite a produit, en 2018 : 1,3 million de tonnes de dattier ( producteur mondial après l'Égypte) ; de pastèque ; de orge ; de blé ; de pomme de terre ; de tomate ; de sorgho ; de concombre... En plus de petites productions |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Agriculture%20en%20Arabie%20saoudite | Agriculture en Arabie saoudite | d'autres produits agricoles. Échanges commerciaux Malgré une production agricole et agroalimentaire significative, l’Arabie saoudite importe près de 80 % de ses besoins alimentaires, 22Mds€ en 2015. Les principaux postes sont les céréales (premier importateur mondial d’orge), les préparations alimentaires et les viandes (volailles principalement). Au cours des 10 dernières années la croissance moyenne des importations agroalimentaires a été en moyenne de 12 % par an, et même de 15 % en moyenne pour les préparations alimentaires, la viande et les fruits et légumes. Ce taux de croissance exceptionnel résulte d’une forte hausse de la population et de son pouvoir d’achat. |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Agriculture%20en%20Arabie%20saoudite | Agriculture en Arabie saoudite | Elle a, par ailleurs, récemment réformé ses politiques agricoles en faisant des choix drastiques sur les productions qu’elle souhaite développer. Elle veut limiter l’utilisation de ses ressources en eau. L’Arabie saoudite souhaiterait développer ses exportations de dattes vers l’Europe et la France notamment. Malgré un triplement de ses exportations en 10 ans, sa part de marché n’est cependant que de 4 %, au , loin derrière le Brésil, l’Inde et les États-Unis, à égalité avec l’Allemagne, l’Irlande et l’Égypte. À noter la présence des émirats arabes unis à la , qui correspond pour l’essentiel à des réexportations en provenance des |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Agriculture%20en%20Arabie%20saoudite | Agriculture en Arabie saoudite | mêmes pays d’origine précités. À noter la faible part de marché des céréales françaises dû aux conditions défavorables de la campagne 2014/2015 et pour le blé, à un taux de protéine, 11 %, ne répondant pas aux conditions des appels d’offres. Les perspectives de développement des exportations concernent tous les secteurs tant la croissance du marché saoudien est importante et tant la notoriété des produits est bonne. À noter que le fonds souverain saoudien spécialisé dans l’agroalimentaire, la Saudi Agriculture and Livestock Investment Company et les entreprises saoudiennes en général sont très intéressées par la création de partenariats avec des |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Agriculture%20en%20Arabie%20saoudite | Agriculture en Arabie saoudite | entreprises françaises sous la forme de joints venture, de franchise, d’investissements croisés ou plus simplement de fourniture d’expertise. L’expérience récente dans les secteurs des céréales et de la viande notamment, montre que l’accès au marché des sociétés étrangères est très largement facilité, lorsque ces dernières acceptent des prises de participation de la part d’investisseurs saoudiens. Accords internationaux Adhérent de l'organisation mondiale du commerce depuis 2005, exportateur international, membre du G20, l'Arabie saoudite endosse une fonction majeure dans la finance internationale ( économie internationale). Élaboré sur la proximité des dispositifs stratégiques, culturels et économes, ce groupe prenne son temps pour réaliser |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Agriculture%20en%20Arabie%20saoudite | Agriculture en Arabie saoudite | ses ambitions, à la représentation de la conception d'un marché commun et d'une union monétaire qui paraît s'éloigner (retrait d'Oman et des EAU), malgré l'élaboration deux ans plus tôt d'un Conseil Monétaire commun et d'un coût douanier incroyable. Ce maillage bilatéral, régional et multilatéral permet à l'Arabie saoudite de rendre plus simple grandement ses transactions et l'extension de ses sociétés dans un autre pays, surtout dans les pays du golfe. Relations Bilatérales Cette relation s'est accélérée avec la consultation au cours du mois de mai à Riyad de Nicolas Sarkozy, qui a abouti à l'approbation d'un programme d'action très audacieux, |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Agriculture%20en%20Arabie%20saoudite | Agriculture en Arabie saoudite | comportant plusieurs programmes. Le déploiement de ce schéma a été engagée sans attendre avec le triomphe des deux Honoraires conjointes qui se sont tenues coup sur coup dans le courant de l'année 2015 dans la capitale, ensuite au mois d' à Riyad en simultané qu'un important Communauté d'histoires. La quasi-totalité des protagonistes saoudiens admettent la qualité et le savoir-faire française dans le marché, mais regrette le pas beaucoup de visibilité de la proposition française sur le secteur saoudien. D'autres seraient susceptible de suivre dans les secteurs de la management des ressources marines, des recherches agronomique, de la fabrication animale. Notes |
https://fr.wikipedia.org/wiki/Agriculture%20en%20Arabie%20saoudite | Agriculture en Arabie saoudite | et références Liens externes Site SAUDINF Chiffres Économie en Arabie saoudite Arabie saoudite Arabie saoudite |
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