Pulstars Univers
Nombre de messages : 2421 Age : 49 Localisation : Union européenne Emploi : informaticien Loisirs : Sciences, épistémologie, esprit critique Date d'inscription : 27/10/2004
| Sujet: Tout sur la chimie Lun 6 Fév 2006 - 14:12 | |
| Rappel du premier message :
Prenons un objet matériel long de 1 mètre. On le coupe en deux, et on a deux moitiés. On prend une des deux moitiés, et on la coupe en deux à nouveau. Et ainsi de suite...
Couperions-nous indéfiniment la longueur d'un objet, sans jamais trouver une limite ? Non, et c'est ce que je vais vous expliquer.
Cette limite existe, et il faudra même seulement 33 coups de ciseaux, sur une longueur initiale de 1 mètre, pour l'atteindre.
Cette limite c'est l'atome, du grec "atomos", signifiant "insécable", ou "indivisible".
La matière est donc discontinue, mais cela, nous ne l'avons pas toujours su. Autrefois, des croyances diverses fantasmaient sur la nature de la matière, comme les 4 éléments (air, terre, eau, feu) ou autres mythes qui expliquent l'univers.
Un atome est la plus petite unité de matière possible qui caractérise un objet, sa masse, sa forme, son aspect, sa couleur, son éclat, etc...
Un atome est un corpuscule, une particule minuscule, que nous pourrions nous représenter sous l'apparence d'une petite sphère, mais ce n'est qu'une apparence, car la réalité est tout autre, et la physique quantique décrit ces phénomènes.
Un atome est donc une particule, et sa taille vaut à peu près un dizième de milliardième de mètre, c'est-à-dire qu'on peut aligner environ dix millions d'atomes sur une longueur d'un millimètre.
Toute la matière existante est composée d'atomes, sous la forme solide, liquide ou gazeuse. Les solides ont des atomes resserrés les uns sur les autres, ils sont en contact. Les liquides ont des atomes un peu plus libres, et les mouvements sont plus aisés. Les gaz ont des atomes qui s'agitent dans tous les sens.
Les atomes sont classés selon leur masse et la quantité de particules qu'ils contiennent eux-mêmes. Chaque atome est une sorte de boule qui possède un noyau dense composé d'une grappe de protons (particules chargées positivement) et de neutrons (particules neutres électriquement). Le noyau est enveloppé d'un nuage d'électrons (particules chargées négativement).
Le phénomène de l'électricité est décrit ainsi : ce sont des électrons libres qui se déplacent dans une direction à travers un conducteur électrique. Les électrons transportent donc l'énergie électrique.
Le noyau atomique à lui seul contient 99.95 % de la masse totale de l'atome. Chaque atome est caractérisé par le numéro atomique, qui est précisément le nombre de protons dans l'atome. La masse atomique est le nombre de protons et de neutrons.
Dans un atome donné, un nombre donné de protons (rigoureusement égal au nombre d'électrons) caractérise l'élément chimique. Par exemple, un atome ayant un seul proton est un atome d'hydrogène, deux protons c'est l'hélium, trois protons c'est le lithium... jusqu'à 92 protons qui est l'atome d'uranium.
Il existe 92 éléments chimiques naturels, et un complément d'atomes artificiels créés par l'homme, comme le neptunium et le plutonium.
Quand deux éléments chimiques diffèrent par leur nombre de neutrons, ce sont des isotopes. Par exemple, uranium 235 et uranium 238, les nombres ci-joints sont les masses atomiques, les deux isotopes diffèrent donc de 3 neutrons.
Les atomes ne sont pas isolés, ils peuvent former des liaisons chimiques, pour engendrer ce sont appelle des corps composés, communément appelés molécules.
Par exemple, un corps comme l'eau est composé, il contient l'élément hydrogène et l'élément oxygène. Une molécule est un groupe d'au moins deux atomes qui forme des liaisons chimiques.
La chimie est l'étude des réactions entre les atomes, et les méthodes pour fabriquer les composés chimiques, ou de séparer les éléments des corps composés.
La chimie est une science et a commencé son essor vers le dix-huitième siècle, quand la démarche expérimentale et rationnelle s'est mise en place.
Un principe simple caractérise les réactions chimiques : la masse totale des corps qui ont servi à la réaction est égale à la masse totale des corps qui ont été produits. Bref, rien ne se perd, rien ne se crée, il n'y a donc pas de création ni de destruction de la matière, mais d'une transformation de la matière.
Je vous présente ici l'une des réactions chimiques les plus simples. C'est la formation de la molécule d'eau à partir des éléments simples nécessaire à sa fabrication.
2 H2 + O2 -> 2 H2O
Explication de la réaction : nous disposons de deux gaz initiaux, l'hydrogène et l'oxygène, nous les mélangeons, et nous les enflammons avec une source d'énergie (étincelle, flamme), et la réaction se produit de façon explosive (flamme bleue).
Nous constaterons dans l'équation chimique ci-dessus que l'hydrogène est symbolisé par la lettre H et l'oxygène par la lettre O. Le chiffre placé après un symbole chimique désigne le nombre d'atome de l'élément donné au sein de la molécule. Le chiffre placé devant la molécule ou l'atome désigne le nombre de molécules ou d'atomes.
Nous observerons qu'il faudra 2 fois plus de molécules d'hydrogène que de molécules d'oxygène pour fabriquer une molécule d'eau.
La chimie permet de calculer les masses des corps réactifs afin d'amorcer la réaction. La masse atomique de la molécule d'hydrogène est de 2 grammes par mole. La mole est une unité de mesure, c'est le nombre d'Avogadro (nombre toujours fixe d'atomes dans un corps). Une mole contient toujours 6.02 * 10^23 atomes ou molécules.
La masse atomique d'une molécule d'oxygène est de 32 grammes par mole.
Alors maintenant, nous observerons que 4 grammes d'hydrogène mélangé à 32 grammes d'oxygène pourront produire 36 grammes de vapeur d'eau. Avec en prime une quantité de chaleur dégagée.
En allant plus loin, les atomes sont-ils finalement indivisibles et insécables ? Non, on peut les casser en morceaux selon un procédé nommé fission nucléaire. Le nucléaire concerne les noyaux atomiques. Une particule comme un neutron ou un proton peut rendre un noyau instable et celui-ci se fragmente en des éléments plus légers en libérant une importante énergie nucléaire. L'élément uranium 235 (un des isotopes) est fissile et peut servir à produire de l'énergie sous forme de chaleur, laquelle est reconvertie en électricité. Le contraire de la fission est la fusion thermonucléaire, mais elle est plus difficile à mettre en oeuvre : il faut une chaleur initiale de quelques millions de degrés Celsius pour amorcer la fusion des noyaux atomiques, les éléments légers comme l'hydrogène peuvent se transformer en hélium pour produire une énergie considérable. Le soleil est une sorte de réacteur naturel de fusion thermonucléaire, comme toutes les étoiles.
J'espère que ce petit cours de chimie vous aura été utile, et je vous remercie de votre attention.
Dernière édition par le Dim 6 Aoû 2006 - 15:20, édité 7 fois | |
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