Ernest Rutherford (1871-1937) fut sans doute un des plus grands physiciens de la pre- mière moitié du XXe siècle.
Les noyaux : petits mais costauds
La découverte du noyau de l'atome est attribuée à Ernest Rutherford, Hans Geiger et leur étudiant Ernest Marsden. Leurs mesures eurent lieu en 1909 à Manchester. L'expérience consistait à mesurer la diffusion des particules alpha (c'est-à-dire des noyaux d'hélium) par une feuille d'or.
Thomson en 1897, puis, en 1911, Ernest Rutherford découvre l'existence du noyau atomique. Cependant, pendant plusieurs années, les physiciens pensaient que le noyau était formé de protons et d'électrons.
La découverte du noyau : l'expérience de Rutherford-Geiger-Mardsen. L'existence du noyau postulé par Hantarō Nagaoka fût confirmée en 1909 par l'expérience de Rutherford-Geiger-Marsden., réalisée par deux expérimentateurs, Hans Geiger et Ernest Marsden, sous la direction d'Ernest Rutherford.
En 1808, John Dalton reprend l'idée d'atomes afin d'expliquer les lois chimiques. Dans sa théorie atomique, il fait l'hypothèse que les particules d'un corps simple sont semblables entre elles, mais différentes lorsque l'on passe d'un corps à un autre.
Le premier élément chimique à avoir été découvert est le phosphore et celui le plus récemment découvert est l'hassium.
En 1913, Niels Bohr découvrait la structure de l'atome.
Niels Bohr (1885-1962).
Conçu vers la fin du XIXe siècle, le tube cathodique permit à Joseph John Thomson de découvrir l'électron, cette particule qui compose l'atome avec le neutron et le proton.
Rutherford imagina alors un atome constitué d'un noyau chargé positivement et contenant la majorité de la masse de l'atome, et séparé par du vide, des électrons tournant autour comme des planètes autour d'une étoile. C'est le modèle planétaire de l'atome.
Le modèle de Démocrite
Il est à l'origine d'un des premiers modèles atomiques. Démocrite affirme que la matière est constituée de particules très petites qu'il est impossible de briser ou de diviser. Il appelle ces particules atomes (atomos en grec, qui signifie indivisible).
La notion d'atome a été formulée pour la première fois par les philosophes de la Grèce ancienne. On l'attribue à Empédocle, Démocrite, Leucippe, puis Épicure.
Il découvre le noyau atomique en 1911. En 1919, Rutherford fait une expérience en transformant l'azote en oxygène par bombardement de particules alpha, expérience qui constitue la première transmutation nucléaire. Il fait de nombreuses découvertes et influence grandement les scientifiques de son temps.
James Chadwick est surtout connu pour sa découverte en 1932 du neutron, pour laquelle il reçut le prix Nobel en 1935. Né à Manchester, il fut un des plus brillants disciples de Ernest Rutherford, avec lequel il collabora de 1909 à 1935.
Cela fait désormais 100 ans qu'Ernest Rutherford a publié ses résultats prouvant l'existence du proton. Des décennies durant, le proton a été considéré comme une particule élémentaire.
Les électrons ont été découverts en 1899 par le physicien britannique Sir Joseph John Thomson, découverte couronnée en 1906 par le prix Nobel de Physique.
Ernest Rutherford propose alors un modèle en accord avec cette observation : le modèle planétaire. Il postule une représentation lacunaire de la matière où les électrons sont satellisés autour d'un noyau chargé positivement.
Règles de Berzelius (1813)
Il a tout d'abord symbolisé les atomes par la première lettre en majuscule du nom donné à ceux-ci : C pour carbone, O pour oxygène ...
C'est finalement du dernier élément qu'est venue la «petite» surprise. Ce 7e gaz noble a été baptisé Oganesson (Og) en référence au scientifique Yuri Oganessian pour ses travaux sur les éléments superlourds.
Dans le modèle de Thomson, les électrons sont libres de tourner dans des anneaux qui sont ensuite stabilisés par des interactions entre électrons, et les spectres devaient être considérés comme des différences d'énergies entre les différentes orbites des anneaux.
Cette théorie présente l'atome comme un noyau autour duquel gravitent des électrons, qui déterminent les propriétés chimiques de l'atome. Les électrons ont la possibilité de passer d'une couche à une autre, émettant un quantum d'énergie, le photon. Cette théorie est à la base de la mécanique quantique.
Thomson imagine un « modèle de plum pudding » de l'atome auquel ces corpuscules (les prunes) se déplacent à l'intérieur d'une mer de charges positives (le pudding). Cette idée est toutefois contredite plus tard par Ernest Rutherford, qui démontre que la charge positive est concentrée dans le noyau.
Le concept de molécule, sous sa forme actuelle, a été présenté la première fois en 1811 par Avogadro, qui a su surmonter la confusion faite à cette époque entre atomes et molécules, en raison des lois des proportions définies et multiples de John Dalton (1803-1808).
Les premiers atomes (hydrogène, hélium) sont apparus dans l'espace, puis les atomes plus complexes (carbone, oxygène, azote, métaux) dans le cœur des étoiles.
Bien que l'atomisme ait ses partisans en Grèce antique, il est rejeté plus tard par des philosophes influents, comme Platon et Aristote, et ne redevient populaire qu'à la révolution scientifique des XVIIe et XVIIIe siècles.