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Sciences & Techniques: La découverte des éléments chimiques

Publié le 22/02/2012

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Nous connaissons à l'heure actuelle 107 éléments chimiques. Quatre vingt dix d'entre eux, parmi lesquels le carbone, l'oxygène et l'hydrogène, existent à l'état naturel. Tous les autres ont été fabriqués par l'homme. Les éléments sont les briques fondamentales de la matière. Ils correspondent chacun à un atome particulier. Cette conception moderne de l'élément est le fruit de six siècles de recherches et de réflexion. Six cents ans passés à triturer, fragmenter, scinder la matière pour qu'elle dévoile enfin ses secrets intimes. Ils étaient quatre… 430 av J.C. - De quelles substances sont faits les objets et les êtres vivants qui nous entourent ? Vaste question à laquelle les philosophes grecs se sont les premiers attaqués. Au Vè s av J.C., Empédocle d'Agrigente estime que tout ce qui existe dans le monde peut se réduire à quatre éléments fondamentaux : la terre, l'eau, l'air et le feu. Une idée évidente, naturelle : la mer, le vent, la terre et le soleil s'imposaient à son regard jour après jour. Cette conception, cohérente, ne reposait sur aucune expérience, et ses éléments étaient davantage des états de la matière (solide, liquide, gazeux, et brûlant) que ses constituants. Aristote reprendra la doctrine à son compte. Elle survivra jusqu'au XVIIIè siècle en raison du prestige du grand philosophe.

« 1781 - En 1766, Henry Cavendish, un richissime aristocrate passionné de chimie, verse de l'acide expérimentateur mais piètre théoricien, ne comprendra pas que l'hydrogène et l'oxygène sont les deux éléments constitutifs de l'eau.

Tout l'honneur en reviendra à Lavoisier. Il existe plus de quatre éléments ! 1783 - Le 24 juin 1783, en présence de Sa Majesté le roi, Lavoisier refait l'expérience de Cavendish et obtient lui aussi de l' eau .

Deux ans plus tard, rebelote.

Mais cette fois Lavoisier convertit l'eau en air inflammable (l'hydrogène) et en air pur (l'oxygène).

Ainsi, l'eau pouvait être décomposée.

Et il était prouvé,avec l'oxygène, l'hydrogène, et d'autres gaz, qu'il existait différents types d'air.

La théorie des quatreéléments ne tenait plus.

Lavoisier fera changer l'élément de nature.

Désormais, il s'agit du corps le plussimple que l'on peut obtenir avec les moyens de l'analyse chimique de l'époque.

Autrement dit, si par lefeu, l'eau, l'acide ou toute autre méthode, il est impossible de décomposer une substance, alors cette substance est un élément.

Lavoisier en recensera trente-trois ! Vingt et un nouveaux éléments, dont le nickel, le chrome, le chlore,seront découverts pendant le XVIIIè siècle Une affaire de poids 1802.

- A la suite de ses expériences, Lavoisier propose de changer l'appellation des éléments.

Ils seront désormais nommés d'aprèsleurs propriétés.

Ainsi, l'air inflammable devient l'hydrogène parce qu'il génère (-gène) l'eau (hydro-).

En 1802, un chimiste français,Louis-Joseph Proust, observe que les éléments se combinent toujours selon des masses constantes. C'est parce que les éléments sont composés de petites unités indépendantes, les atomes, explique en1804 un professeur de Manchester, John Dalton.

Et le savant de calculer le poids atomique : la quantité dechaque élément qui s'unit avec 1 g d'hydrogène pour former un composé stable.

Cette notion s'avère trèspratique puisqu'elle permet d'identifier avec certitude tous les corps chimiques, et l'habitude est vite prisede travailler en poids atomique ou poids équivalent. Un peu de rangement 1829 - A partir de 1800, les chimistes utilisent la pile électrique de Volta pour décomposer les substances qui ont résisté au feu ou à l'acide.

De nouveaux éléments sont découverts en grand nombre.

Le SuédoisBerzelius isole, dans son laboratoire, le silicium, le césium, le thorium.

En 1850, la liste compteracinquante-sept éléments ! Les chimistes sont désemparés devant cette profusion anarchique.

Berzelius,dès 1818, tente de mettre un peu d'ordre.

Il affuble chaque élément d'une lettre, H pour hydrogène, O pouroxygène, etc.

et gratifie chacun d'eux d'un exposant qui correspond à son poids atomique.

Le savantsuédois calcule ou vérifie lui-même la totalité des poids atomiques ! Ce travail rigoureux devient une référence pour tous les chimistes. L'ordre caché 1869.

- Au fur et à mesure que les éléments nouveaux s'accumulent, les chimistes remarquent descorrespondances entre leurs poids atomiques et certaines de leurs propriétés chimiques.

On cherche alorsà les regrouper par familles.

En 1869, un chimiste russe, Mendeleïev, découvre que les éléments, lorsqu'ilssont rangés par ordre de poids atomique croissant, montrent des propriétés semblables à intervallesréguliers.

A l'appui de sa thèse, Mendeleïev a construit un tableau dont certaines cases - celles deséléments encore à trouver - sont vides.

Il a le culot de prédire les propriétés de ces éléments absents ense fondant uniquement sur leur place dans la classification ! Le gallium, isolé en 1878, et le scandium, en 1879, auront les propriétés prédites.

Mendeleïev avait vu juste ! Les chimistes disposaient d'un nouvel outil pour organiser leursconnaissances.. »

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