Grand oral du bac : HISTOIRE DE LA CHIMIE
Publié le 02/02/2019
Extrait du document
Toute substance naturelle résulte de l’association d’un nombre restreint d’atomes, selon des processus aujourd’hui expliqués par quelques principes chimiques simples.
Dès l’Antiquité, on savait extraire l’or, l’argent et d’autres métaux, tout en ignorant les processus régissant ces opérations. Des recherches sur diverses substances étaient pourtant faites, mais elles étaient réservées à la science divine, l’alchimie. Très répandue en Occident aux xnr et xvie siècles, l’alchimie prétendait découvrir la pierre philosophale destinée à fabriquer de l’or à partir de n’importe quel métal. Sans véritable méthode scientifique, l’alchimie disparut progressivement et, au xvir siècle, de nouvelles théories commencèrent à s’affirmer.
Toutefois, ce n’est qu’au XVIIIe siècle que la chimie devint une science moderne, grâce aux travaux d’Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794). Constatant que les substances gagnaient du poids lorsqu’elles étaient oxydées, ce chimiste fut
Antoine Laurent de Lavoisier est considéré comme le fondateur de la chimie moderne.
Dans la pratique, il démontra la nécesssité d’utiliser rigoureusement la balance, il élabora le principe de la conservation de la masse des éléments. Outre la découverte du rôle de l’oxygène dans la combustion, il détermina la composition de l\\'eau en 1783, et travailla sur la calorimétrie.
convaincu quelles se combinaient chimiquement avec quelque chose contenu dans l’air qu’il nomma oxygène. Suite à sa rencontre avec Joseph Priestley (1733-1804), Lavoisier démontra qu’une oxydation était le résultat de l’union d’une substance avec ce gaz. Il établit alors le mécanisme d’une réaction d’oxydo-réduction et prouva qu’une réaction pouvait se représenter par une équation. La voie vers l’étude des mécanismes de réaction et de liaison entre atomes était ouverte.
1 *
1
\\'^1\\'- . ■ -1 ’ 1
1
C’est en voulant proposer une classification ” raisonnée des éléménts chimiques connus que Dmitri Ivanovitch Mendeleiev remarque une certaine régularité dans les propriétés de certains éléments. Partant de cette constatation, il élabora un tableau périodique dont l’exploitation ne cesse d’être affinée par les scientifiques actuels.
L’atome et la classification périodique
On sait aujourd’hui que toutes les substances présentes dans l’univers, aussi complexes soient-elles, sont l’association d’un nombre restreint d’atomes pouvant se combiner en une infinité de manières.
Un atome se compose de trois types de particules élémentaires chargées d’électricité : des électrons chargés négativement, des neutrons non chargés et des protons chargés positivement. Les neutrons et les protons forment le noyau. Les électrons sont liés à ce noyau grâce à des forces d’attraction de type électrostatique (deux charges de signe contraire). Le nombre d’électrons et de protons du noyau étant identique, un atome ne possède aucune charge électrique globale: il est dit électriquement neutre.
Depuis les travaux du Danois Niels Bohr (1885-1962), on sait que les électrons sont distribués sur des couches, appelées couches électroniques, que l’on peut représenter un atome par des sphères ayant pour centre le noyau. La succession de ces couches est identique pour chaque atome. Ce ne sont donc pas elles qui différencient les atomes entre eux, mais le nombre d’électrons disposés sur chacune d’elles. Ces couches sont regroupées en niveaux, de K à Q, correspondant sommairement à des niveaux d’énergie croissants ainsi qu’à un éloignement croissant du noyau. K représente la couche la
«
La
chimie
quatre premiers niveaux peuvent contenir res
pectivement 2, 8, 18 et 32 électrons.
Le mode de remplissage des couches se fait selon
les niveaux d'énergie croissants, si bien que l'hydro
gène (1 électron et 1 proton) ne possède qu'un
électron sur le niveau K, aucun sur les autres
niveaux; l'oxygène (8 électrons et 8 protons) a
2 électrons sur le niveau K et 6 électrons sur le
niveau L; le chlore (17 électrons et 17 protons),
2 électrons sur le niveau K, 8 sur le niveau Let 7 sur
le niveau M, etc.
La structure est telle qu'il ne peut
jamais y avoir plus de huit électrons sur la couche
la plus éloignée du noyau.
Une classification des atomes fut proposée en
1869 par le chimiste russe Dmitri lvanovitch
Mendeleïev (1834-1907).
Il observa que certains
éléments avaient des propriétés chimiques voisines,
et il eut l'idée de classer la soixantaine d'éléments
connus à cette époque en fonction de leur masse
atomique dans une table comportant huit colonnes,
les atomes ayant des propriétés similaires se trouvant
dans une même colonne.
Actuellement, la classification des éléments en
comporte cent neuf, classés selon leur numéro
atomique qui correspond au nombre de protons
contenus dans leur noyau.
Le numéro de la
colonne du tableau des éléments correspond au
nombre d'électrons (et de protons) de la dernière
couche occupée, qui confère à l'atome ses pro
priétés chimiques.
La liaison chimique
La chimie a pour objet l'étude des différentes liai
sons pouvant se créer entre les atomes, en vue de
constituer des groupements d'atomes appelés !
Niels Bohr est l'un des pères fondateurs
a de la physique quantique.
Se fondant
sur des résultats expérimentaux, il proposa
un modèle de la stucture interne de l'atome.
atome d'oxygène
atome d'hydrogène
r atome d'hydrogène =•
L molécules.
La combinaison de cette centaine
d'atomes donne des milliards de milliards de pos
sibilités.
La plupart des liens entre les atomes des molé
cules proviennent des liaisons chimiques formées
de paires d'électrons dans lesquelles chacun des
électrons est fourni par les deux atomes liés.
Ces
paires d'électrons gravitent autour de l'ensemble
des deux atomes liés.
C'est ce que l'on appelle une
mise en commun d'un doublet d'électrons; chaque
atome gagne alors un électron à chaque liaison
supplémentaire.
Les atomes dont la couche super
ficielle n'est pas remplie peuvent continuer à se
lier.
En revanche, ils cessent automatiquement de
se lier dès que toutes les places libres sur cette
couche sont occupées.
H
XO
H � 0�
x x
eau !
Un
chimiste vérifiant
a /a
composition d'un carburant.
......
Les atomes sont dits liés
par des liaisons covalentes
' s'ils mettent des électrons
en commun; ici, l'eau (à gauche)
et le méthane (ci-dessous).
H
OX
H � C �H
xo
H
méthane mise
en commun
d'électrons b
atome
d'hydrogène
LIAISONS COVALENTES.
»
↓↓↓ APERÇU DU DOCUMENT ↓↓↓
Liens utiles
- Grand oral du bac : Histoire de LA DÉMOCRATIE
- Grand oral du bac : Histoire LA RENAISSANCE
- Grand oral du bac : Histoire L'EUROPE DE L'EST APRÈS L' URSS
- Grand oral du bac : Histoire LES CROISADES
- Grand oral du bac : LA CRISE DE 1929 - Histoire