ATOME

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Composants de base de l'atome

Composants de base de l'atome
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Modélisation de l'atome d'uranium

Modélisation de l'atome d'uranium
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Max Planck

Max Planck
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Énergie du photon

Énergie du photon
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Atome et théorie du solide

La théorie atomique et les méthodes de la mécanique quantique ont permis une description détaillée des propriétés de la matière à l'état solide.

Les cristaux sont caractérisés par un arrangement très ordonné de leurs atomes tel qu'un réseau géométrique caractéristique se répète dans tout le cristal.

Chlorure de sodium

Chlorure de sodium

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Réseau cristallin du chlorure de sodium… 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Les corps amorphes (les verres par exemple) sont constitués d'atomes qui ne sont que localement ordonnés. Un réseau d'atomes se prolonge dans un autre réseau un peu différent du premier.

Les principaux solides cristallins se classent, en général, dans les types suivants :

1. Les métaux et alliages métalliques ; les forces d'interaction responsables du maintien des atomes dans les réseaux métalliques sont nommées forces de liaison métallique. Les atomes dans le métal ont un électron qui n'est pas très fortement lié ; il en résulte que celui-ci peut migrer aisément d'un atome à l'autre, ce qui explique les propriétés de conductions électrique et thermique des métaux. Le gaz que formeraient de tels électrons obéit au principe de Pauli ; il est décrit par une théorie statistique due à Fermi et Dirac.

Enrico Fermi

Enrico Fermi

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Enrico Fermi (1901-1954), physicien italien émigré aux États-Unis, s'orienta dès 1932 vers la physique nucléaire. Il reçut en 1938 le prix Nobel de physique pour ses travaux concernant l’étude des éléments radioactifs artificiels produits par un bombardement de neutrons. Le 2 décembre... 

Crédits : Hulton Getty

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2. Les cristaux ioniques : les nœuds du réseau sont occupés par des ions.

3. Les cristaux moléculaires incluent des atomes ou molécules neutres dans leurs réseaux. Les forces de liaison entre ces atomes ou molécules sont les forces d'attraction de Van der Waals.

4. Les cristaux de valence sont constitués d'atomes dont les interactions sont des forces de liaison chimique (diamant) ; le couplage correspondant des électrons explique la grande résistance électrique de ces cristaux.

5. Les semi-conducteurs dont les propriétés résultent, en général, de la libération d'électrons par des impuretés insérées dans un réseau cristallin, avec mise en œuvre d'une énergie faible par rapport à l'énergie d'excitation d'un atome libre, énergie qui n'est pas très grande non plus en comparaison avec l'énergie thermique kT.

6. Les cristaux à liaison hydrogène, pour lesquels la cohésion est créée par le déplacement d'atomes d'hydrogène d'un radical vers la partie négative d'une autre molécule.

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Écrit par :

  • : professeur de physique nucléaire, université Louis-Pasteur, directeur du groupe physique théorique et hautes énergies du Centre de recherche nucléaire de Strasbourg

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Pour citer l’article

José LEITE LOPES, « ATOME », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 07 octobre 2018. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/atome/