La chimie du vivant

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jeudi, 14 décembre 2017 15:20

La cohésion de la matière

La cohésion de la matière fait intervenir de types d'interactions :

  • L’interaction électromagnétique entre protons électrons qui assurent la formation des atomes puis des molécules.
  • L'interaction forte entre les nucléons qui assurent la cohésion du noyau. Il faut en effet des forces attractives extrêmement intenses pour annuler les répulsions colombiennes dans le noyau. Les électrons ne sont pas soumis à l'interaction forte. Ce sont des leptons (mince, petit en grec). Seuls les nucléons présentent une interaction forte. Ils font parti des hadrons (fort en grec).

D'après l'hypothèse émise en 1964 et sans cesse affinés depuis, les hadrons seraient formés à partir de particules encore plus élémentaires, appelées quarks.

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jeudi, 14 décembre 2017 15:09

Caractéristiques de l'atome

Un atome comporte Z protons. Z est appelé nombre de charges au numéro atomique de l'atome. Z correspond aussi au nombre d'électron de l'atome. L'atome est ainsi globalement neutre.

On trouvera aussi N neutron dans le noyau. La somme (N+Z) donne le nombre total des nucléons dans le noyau : A = N + Z. Ce nombre A est appelé le nombre de masses de l'atome.

L'atome X est représenté sous le symbole :

X Z A X lsub Z lsup A

L'unité de quantité de matière : la mole

L’unité des quantités de matières est la mole (symbole : mol). « La mole est la quantité d'objets d'un système contenant autant d'objets qu'il y a d'atomes dans 12 g de carbone 12 ( C 6 12 X lsub Z lsup A )».

C'est en revenant à l'hypothèse d'Avogadro : « tous les gaz occupent aux conditions normale de température et de pression (CNTP) ; 25°C, 1Atm ; le même volume quel que soit leur nature. Ce volume pour une molle est égale à 22,414 l » que l'on a défini le nombre d'Avogadro :

Na=6,0220.1023 mol-1

En revenant sur les travaux de Faraday sur l'électrolyse, on définit la quantité d'électricité correspondant au passage d'une mol électrons :

F=Na.e=96 485C
il s'agit du Faraday

Remarque : la mole représente donc un facteur multiplicatif permettant de passer de l'échelle microscopique à l'échelle macroscopique. Il faut toujours préciser la nature des entités élémentaires étudiées : atome, ion, molécules, électrons, etc.

L’unité de masse atomique (symbole u)

L’unité de masse du système international est le kilogramme. Comme le kilogramme est totalement inadapté à l'échelle atomique, on a défini l'unité de masse atomique comme le douxième de la masse d'un atome de carbone 12. Comme une mole de carbone 12 à une masse de 12 g, l'unité de masse atomique est équivalente à :

1u=1,6606.10-27 kg

Conséquence :

  • le nombre qui mesure la masse d'un atome en unité de masse atomique est le même que celui qui mesure une mole d'atomes en grammes
  • on préfére utiliser au niveau des particules élémentaires les masses en unité de masse atomique
    • électrons me=5,5.10-4 u
    • protons mp=1,00723 u
    • neutron mn=1,0087 u
  • la masse de l'électron restant négligeable, la masse du noyau est sensiblement égale à la masse de l'atome.

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dimanche, 29 octobre 2017 11:56

La chimie

La Chimie

La chimie est la science qui étudie la matière dans ses transformations. Elle est subdivisée en de nombreuses spécialités et partage ses champs d’investigation avec la physique et la biologie. Plus précisément, la chimie étudie :

  • Les éléments chimiques à l'état libre neutre ; l’atomes ; ou chargé ; l’ion.
  • Les associations par liaisons chimiques qui engendrent les molécules (stables), les intermédiaires réactionnels (plus ou moins instables).
  • Les processus qui transforment ou modifient l'identité de ces entités dénommés réaction, interaction...
  • Les équilibres physiques entre deux formes.
  • Les phénomènes qui impactent les réactions chimiques.

La taille des entités chimiques varie des simples atomes ou molécules nanométriques aux dimensions macroscopiques des cristaux en passant par des ensembles de plusieurs dizaines de milliers d'atomes dans les macromolécules telles que l'ADN ou les protéines qui sont à l’échelle micrométrique. Les dimensions des principaux domaines d'application se situent globalement entre le femtomètre, 10 15 m 10^-15 m , et le micromètre, 10 6 m 10^-15 m . La chimie est qualifiée de science centrale en raison des puissants liens qu'elle possède avec la biologie, la physique, la médecine, la pharmacie, l'informatique et la science des matériaux, sans oublier des domaines appliqués tels que le génie des procédés.

Theodore L. Brown ; Chemistry: The Central Science. Prentice Hall, 1977. ISBN 0131287699

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