Au coeur de la matière, l'atome

Le lutin a vu quelques éléments de la matière en classe: ses états, ses changements, voir ici pour un détail. J'ai récupéré des cartes de nomenclatures sur les définitions chez Inspirations Omnicolores, à la manière de Montessori, il pourra ainsi reprendre les notions, réviser, apprendre, sous ses deux formes.

Nous voilà encore plus loin, dans les constituants de la matière.

Nous avons relu pour l'occasion quelques chapitres de "Professeur Astrocat, les lois de la science" de  Dominic WALLIMAN et Ben NEWMAN dont je parle ici et de "De quels atomes sommes-nous faits? La matière, ce qu'on ne sait pas encore..." d'Anna ALTER avec Étienne KLEIN et illustré par Thanh PORTAL dont je parle là, soit "qu'est-ce que la matière?", "l'atome", "un monde fait d'atomes" pour le premier

et "la matière, c'est quoi?", "nous sommes tous composés d'atomes", "les atomes, tous pareils, tous différents" pour le second.

La matière constituée d'atomes. Puis la manière de les classer, 118 atomes différents ou éléments, inclus dans un tableau, celui de Dmitri Mendeleiev. Chaque case correspond à un atome avec son nom, son symbole, sa masse atomique (ou nombre de masse).
Pourquoi donc aborder cet élément qui ne sera au programme que bien plus tard dans le cursus normal? Parce que cette notion bien abstraite est aussi manipulable, comme un jeu, et que cette période sensible permet d'enraciner mieux les notions.
Pour mieux comprendre la structure de l'atome, son noyau, constitué de neutrons et de protons, et les électrons gravitant autour, nous avons repris le symbole d'un atome avec des exemple pour comprendre leur diversité.
Nous nous sommes servi du tableau périodique trouvé ici parce qu'il porte l'indication du nombre d'électrons par couche électronique (ou de valence) sur chaque case élément et en début de ligne. Et j'ai aussi imprimé les 10 premiers éléments avec une carte simplifiée trouvée sur le blog de Montessori anonymes.
Bien-sûr j'aurais adoré acheter un modèle de Bohr en bois mais nous nous contenterons de celui-ci plastifié. Ce matériel permet à l'enfant de se concentrer sur le remplissage sans se poser de question sur le nombre d'électrons possible par couche (parce qu'il ne peut pas tout mettre sur la première).Pour informations, il y a 7 couches possibles, chacune ne peut porter qu'un nombre d'électrons maximum:K: 2 électronsL: 8 électronsM: 18 électronsN: 32 électronsO: 50 électronsP: 72 électronsQ: 98 électronsSachez que pour renseigner 36 éléments sur les 118 que le tableau périodique comprend, il vous suffit de ne préparer que jusqu'à N (mon cas, parce que le modèle est trop petit), suffisant pour bien appréhender la leçon.
Si le coeur vous en dit, vous pouvez le fabriquer. Vous avez alors le choix de l'emplacement marqué des électrons sur chaque couche, deux par deux en augmentant au fur et à mesure ou en prenant en compte un espacement régulier comme j'ai tenté de le faire. Enfin, c'est pour faire joli car peu importe en fait.Voici pour vous simplifier la tâche (quoique le calcul est facile), la mesure des angles entre chaque centre d'électron et ceci par couche:K: 180°L: 45°M : 20°N: 11,2°O: 7,2°P: 5°Q: 3,7°
L'objectif est de prendre en compte le nombre de protons (nombre atomique) et de neutrons à mettre dans le noyau. Il s'agit des chiffres en noir sur la case de notre tableau périodique.Le nombre atomique C est le plus gros en police, le plus petit numéraire et en haut à gauche.Le nombre de masse (masse atomique) D est le plus petit en police, le plus grand numéraire, nombre décimal souvent, en bas à gauche.
nombre atomique = nombre de protons = nombre d'électronsnombre de masse, arrondi à l'unité = nombre de protons + nombre de neutronsnombre de neutrons = nombre de masse, arrondi à l'unité - nombre atomique
Puis de placer les électrons (chiffres en vert) en commençant par la première couche K et en utilisant à chaque fois le maximum d'emplacement de la première avant de passer à la seconde, avant de passer à la troisième etc...

Voici le petit d'homme en plein construction de certains atomes.

Nous avons par la suite repris les différents éléments de l'atome avec les cartes de nomenclature de l'atome (trouvées toujours en suivant le lien de Montessori anonymes cité plus haut). De quoi ancrer, un peu plus, en mémoire.

Rassurez-vous, le lutin n'apprend pas le tableau périodique (mais pour ceux qui en seraient là, il existe des phrases pour).Nous aborderons les molécules la prochaine fois.