Par Walt Pickut | Mis à jour le 24 mars 2022
Les modèles atomiques illustrent les trois composants clés d'un atome :le noyau, composé de protons et de neutrons, et les électrons en orbite autour du noyau. Le modèle classique de Bohr, reconnu par le prix Nobel Niels Bohr en 1922, représente des électrons sur des orbites fixes. Alors que la mécanique quantique moderne décrit les nuages de probabilité électronique, le modèle de Bohr reste un moyen clair et pratique de transmettre la structure atomique aux étudiants et aux amateurs.
Reportez-vous à un tableau périodique ou à un texte de chimie fiable pour déterminer le nombre de protons, de neutrons et d'électrons pour l'hélium. L'isotope naturel le plus courant, le 4He , possède 2 protons, 2 neutrons et 2 électrons. Les isotopes moins courants ne diffèrent que par le nombre de neutrons et leur désintégration en quelques secondes. Nous allons donc modéliser l'atome stable 4He.
Peignez ou coloriez six sphères (0,5 à 1 pouce de diamètre) en trois couleurs distinctes :une couleur pour les protons (P), une seconde pour les neutrons (N) et une troisième pour les électrons (e). Étiquetez chaque sphère avec un marqueur permanent :"P", "N" ou "e".
Enfilez les deux sphères électroniques sur un fil rigide de 24 pouces, pliez le fil en un cercle parfait et collez les sphères sur les côtés opposés de la boucle. Cette boucle représente l'orbite électronique partagée.
Collez les deux sphères de protons et les deux sphères de neutrons ensemble dans un arrangement carré. Assurez-vous que la liaison adhésive est solide avant de continuer.
Percez un trou de ¼ de pouce dans les coins diagonaux du noyau pour qu'une cheville puisse passer à travers.
Insérez la cheville dans les trous du noyau, posez-la à plat et laissez-la décollée pour l'instant.
Placez la boucle électronique de manière à ce que le noyau soit au centre. Faites pivoter la boucle de manière à ce que les sphères électroniques se trouvent à gauche et à droite de l’axe de la cheville. Faites glisser la cheville le long du diamètre de la boucle jusqu'à ce qu'une extrémité touche à peine le bord intérieur de la boucle. Appliquez de la colle à chaque point de contact :entre la cheville et le noyau, et entre la cheville et la boucle.
Percez un trou de ¼ de pouce au centre d'un bloc de bois de 4" × 4" × 1". Fixez l'extrémité collée de la cheville dans ce trou, permettant au modèle de tenir debout. Votre modèle d'atome d'hélium est maintenant prêt à être exposé ou utilisé à des fins éducatives.
Construisez un modèle d'atome d'hélium de 18 pouces de haut avec une orbite électronique de 8 pouces. La même technique s'adapte aux autres éléments tout en conservant une précision proportionnelle.
Portez des lunettes de sécurité lors du perçage et manipulez la colle chaude avec précaution. Assurez-vous que toutes les liaisons adhésives sont fermes avant de passer à l'étape suivante.
