Activité
Taille d'un atome de carbone
Si l'existence des atomes est admise depuis la fin du XIXème siècle, il a fallu attendre la fin du XXème
siècle pour pouvoir les visualiser et les manipuler.
Quel est l'ordre de grandeur de la taille d'un atome?
Document 1: observer les atomes
Depuis la découverte du noyau atomique en 1911 par le physicien britannique E. Rutherford, il est admis
que l'atome est essentiellement constitué de vide. En 1959, R. Feynman, physicien américain, déclare << Il
y a plein de place en bas », incitant ainsi les scientifiques à explorer l'infiniment petite, le nanomonde.
Grâce à la microscopie électronique, il est possible d'observer l'organisation de la matière à l'échelle de
l'atome. En 2010, des physiciens d'origine russe, A. Geim et K. Novoselov, obtiennent le prix Nobel pour
avoir isolé un feuillet d'atomes de carbone d'épaisseur monoatomique, appelé graphène, qui constitue le
graphite, composant principal des mines de crayon.
Document 2: surface d'un graphène
Atome de
carbone
Échelle 1,0 cm 2,0 × 10-10 m
Topographie de la surface d'un graphène obtenue par
microscopie électronique.
Document 3: atome de carbone
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Représentation
schématique de l'atome.
Comment déterminer rapidement l'ordre de grandeur d'une valeur ?
Etape 1: écrire la valeur en écriture scientifique, sous la forme a x 10"
Etape 2: si a ≥ 5, l'ordre de grandeur de la valeur est 10+1
si a <5, l'ordre de grandeur de la valeur est 10
Document 4: ordre de grandeur
L'ordre de grandeur d'une valeur est la puissance de 10 la plus proche de cette valeur. Il est souvent
utilisé pour comparer des valeurs.
Exemple: 350 m est plus proche de 100 m (soit 102 m) que de 1000 m (soit 10³ m).
L'ordre de grandeur de 350 m est donc 10² m.
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Ecriture conventionnelle
du noyau.
Point Maths
Pour comparer deux grandeurs, on fait le quotient de la plus grande par la plus petite.
3. Le comparer à l'ordre de grandeur du diamètre de son noyau (document 3).
4. Justifier alors la phrase en italique du document 1.
1. A partir du document 2, Déterminer le diamètre d'un atome de carbone, sachant que sept atomes de
carbone sont alignés sur la longueur L de l'image.
2. En s'aidant du document 4, en déduire son ordre de grandeur.