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Un modèle scientifique est toujours provisoire. En effet, au fil des découvertes et des perfectionnements de l'instrumentation, un nouveau modèle devient nécessaire lorsque des faits ne peuvent être expliqués avec l'ancienne théorie.

L'étude de la structure de la matière illustre bien cette notion d'évolution scientifique.

Les philosophes de la Grèce antique comme Démocrite (460-370 av. J.-C.) furent les premiers à supposer l'existence de particules invisibles et indivisibles, les atomes (" atome - vient du grec atomos qui signifie " qu'on ne peut diviser "). Cette idée ne reposait pas sur des faits expérimentaux ni sur des observations, mais sur une intuition.

Lorsqu'en 1803 le chimiste britannique John Dalton (1766-1844) étudia les réactions chimiques, il fonda sa théorie sur l'existence de petites particules sphériques et insécables*, les atomes.

Il mit en évidence qu'au cours d'une réaction chimique, les atomes se combinent pour former de nouveaux composés. Chaque type d'atome, représenté par un symbole (C pour le carbone, H pour l'hydrogène, 0 pour l'oxygène ... ), a des propriétés particulières et peut se combiner avec des atomes différents.

Reconsidérant les travaux de Dalton, le chimiste italien Amadeo Avogadro (1776-1856) établit, en 1811, la distinction entre atome et molécule : une molécule est constituée d'un ou de plusieurs atomes.

En 1869, le savant russe Mendeleïev (1834-1907), étudiant les propriétés chimiques communes de certains types d'atomes, fut le premier à proposer une classification. Ce ne fut qu'à la fin du XIXE siècle que la notion d'atome indivisible fut mise en doute.

Plusieurs expériences sur les décharges électriques dans les gaz amenèrent le physicien français Jean Perrin (1870-1942) à postuler l'existence de particules électriquement chargées, 2 000 fois plus légères que l'atome d'hydrogène.

Quelques années plus tard, le physicien anglais Joseph Thomson (1856-1940) démontra que ces petits grains de matière, qu'il appela électrons, étaient identiques, quel que soit le corps qu'il étudiait.

La découverte de l'existence des électrons conduisit Thomson à proposer un nouveau modèle de l'atome : les électrons, chargés négativement, et des particules plus massives, de charge positive, se trouvent confinés dans une sphère de rayon environ égal à 10^-10m.

En 1911, Ernest Rutherford (1871-1937), voulant étudier la disposition spatiale de ces particules à l'intérieur de l'atome, fit une découverte capitale. En bombardant une mince feuille d'or avec des particules neutres, il observa que la plupart des particules traversaient la feuille sans être déviées, alors que certaines étaient cependant détournées.

Une théorie révolutionnaire apparut alors : l'atome est constitué principalement de vide. Il est formé, au centre, d'un noyau massif, chargé positivement, autour duquel gravitent les électrons. De nombreuses recherches affinèrent par la suite ce modèle .

La structure interne du noyau fut étudiée en physique nucléaire - physique du noyau des atomes - par les chercheurs français Henri Becquerel (1852-1908), Pierre Curie (1859-1906) et Marie Curie (1867-1934). Ils étudièrent plus particulièrement la radioactivité, phénomène qui résulte de la nature même du noyau de certains types d'atomes.

La structure du nuage électronique fut étudiée en physique quantique. Une disposition " en couches " fut proposée par le physicien danois Niels Bohr (1885-1962). Depuis, les recherches ont permis notamment de montrer qu'il existe deux types de particules dans le noyau et que celles-ci sont elles-mêmes composées de particules encore plus petites. Au rythme actuel des recherches, on ne sait pas si ces derniers modèles ne seront pas à nouveau modifiés par de nouvelles découvertes au cœur de la matière.

1 Qui fut le premier à parler d' atome ?

2. Qui introduisit la notion d'électron ?

3. Quelle charge électrique un électron porte-t-il ?

4. Quelle charge électrique le noyau d'un atome porte-t-il ?

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