L'atome est l'unité la plus élémentaire de tout élément qui conserve toujours les propriétés de cet élément. Parce que les atomes sont beaucoup trop petits pour être vus, leur structure a toujours été un mystère. Pendant des milliers d'années, philosophes et scientifiques ont proposé des théories concernant la constitution de cette particule mystérieuse, avec des degrés de sophistication croissants. Bien qu'il y ait eu de nombreux modèles, quatre principaux ont conduit à notre concept actuel de l'atome.
Le modèle du pudding aux prunes
Le modèle du plum pudding a été proposé par le scientifique J.J. Thomson en 1904. Ce modèle a été conçu après la découverte par Thomson de l'électron en tant que particule discrète, mais avant qu'il ne soit compris que l'atome avait un noyau central. Dans ce modèle, l'atome est une boule de charge positive -- le pudding -- dans laquelle se trouvent les électrons -- les prunes --. Les électrons tournent dans des chemins circulaires définis au sein de la goutte positive qui constitue la majorité de l'atome.
Modèle planétaire
Cette théorie a été proposée par le chimiste lauréat du prix Nobel Ernest Rutherford en 1911 et est parfois appelée le modèle de Rutherford. Sur la base d'expériences qui ont montré que l'atome semblait contenir un petit noyau de charge positive, Rutherford a postulé que l'atome était constitué d'un petit noyau dense et chargé positivement, autour duquel des électrons tournaient en orbite circulaire anneaux. Ce modèle a été l'un des premiers à proposer l'idée étrange que les atomes sont principalement constitués d'espace vide à travers lequel les électrons se déplacent.
Modèle Bohr
Le modèle de Bohr a été conçu par Neils Bohr, un physicien danois qui a reçu le prix Nobel pour ses travaux sur l'atome. À certains égards, il s'agit d'une amélioration plus sophistiquée du modèle Rutherford. Bohr a proposé, tout comme Rutherford, que l'atome avait un petit noyau positif où résidait la majeure partie de sa masse. Il a déclaré que les électrons tournaient autour de ce noyau comme des planètes autour du soleil. La principale amélioration du modèle de Bohr était que les électrons étaient confinés à des orbites fixes autour du noyau, chacun ayant un niveau d'énergie spécifique, ce qui expliquait des observations expérimentales telles que l'électromagnétisme radiation.
Modèle de nuage d'électrons
Le modèle de nuage d'électrons est actuellement le modèle de l'atome le plus sophistiqué et le plus largement accepté. Il conserve le concept de noyau des modèles de Bohr et Rutherford, mais introduit une définition différente du mouvement des électrons autour du noyau. Le mouvement des électrons autour du noyau dans ce modèle est défini par des régions où il y a une plus grande probabilité de trouver l'électron à un moment donné. Ces régions de probabilité autour du noyau sont associées à des niveaux d'énergie spécifiques et prennent une variété de formes étranges à mesure que l'énergie des électrons augmente.