Au CŒUR des RÉACTIONS CHIMIQUES

Vie privée des atomes
vendredi 31 mai 2013

N°86- Au CŒUR des RÉACTIONS CHIMIQUES- Vie privée des atomes.
P.Atkins - De Boeck - 09/12 - 190 pages - Tout lecteur motivé

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Jacques dans la coupole
Dans la coupole, Jacques Cazenove le président d’honneur et membre fondateur de l’Association Narbonnaise d’Astronomie Populaire.

RÉSUMÉ : Invitation à comprendre en voyeurs de la vie privée des atomes, lors des transformations chimiques à l’échelle moléculaire. Initiation à l’utilisation d’une boite à outils de processus fondamentaux destinée à la réalisation de grands projets de construction. L’objectif étant la recherche d’unité dans les mécanismes d’échange.

MOTS CLÉ : mécanisme, transfert, donation, mise en commun.

L’AUTEUR : Peter ATKINS, a soutenu une thèse sur la résonance paramagnétique électronique (Université de Leicester). Médaille Medola de la Société Royale de chimie organique (69), il enseigne physique & chimie quantiques au Lincoln Collège (Oxford).

Dossier en 5 parties : outils de base, installation de l’atelier, applications lumineuses, conception de molécules sophistiquées et révision à la baisse des types de réactions. Objectif avoué : imaginer ce qui se passe à l’échelle moléculaire, comprendre et visualiser la vie privée des atomes afin de construire une boite à outils des processus fondamentaux et concevoir un atelier où divers grands projets seront réalisés. Qui n’a pas usé de métaphores pour motiver ses élèves aux dons ou échanges d’électrons pour tenter de faire accepter le concept de liaison et de transformation chimiques ?

Par outils de base (I), il faut entendre la variété de réactions chimiques, expressions simplifiées de transformations chimiques. Après une parenthèse sur la spécificité du solvant eau, l’auteur décortique diverses réactions : précipitation (1), neutralisation (2), combustion (3), réduction & d’oxydation (4/5), électrolyse (6), électrochimie (7), corrosion (8), réaction acide/base au sens de Lewis (9), substitution au sein des complexes (10, catalyse (11) et réactions radicalaires (12). Cela rappelle quelques souvenirs où interviennent, comme chacun sait, des échanges d’électrons, de protons, de doublets qui font chaque fois objets d’attention en vue d’interprétations visant l’unité voilée sur le divers observé. L’acide de Lewis, intègre celui de Bronsted-Lowry qui intègre celui d’Arrhenius. L’ion hydraté Ag+ n’est-il pas membre acide d’un complexe de Lewis dans lequel la molécule d’eau qui le solvate joue le rôle de base de Lewis ?

L’installation de l’atelier (II) consiste à construire de façon méthodique, contrôlée divers édifices moléculaires sur squelette carboné. Pourquoi évoquer ces cathédrales quand il s’agit de polymérisation radicalaire (13) ou par condensation (14), de substitution nucléophile (15) ou électrophile (16), de catalyse par des acides (17) ou par les bases (18) ? Réactions d’addition (19), d’élimination (20), de Wittig (21), de Friedel-Crafts (22) reposent chacune d’elles sur diverses stratégies astucieuses que le lecteur assidu saura apprécier en fonction des ses attirances pour alkylations ou acylations…

L’aspect corpusculaire de la lumière conduit à ces applications lumineuses (III), telles le photochromisme des verres (23), les réactions photochimiques dans l’atmosphère (24) et dans les plantes (photosynthèse/26), ainsi que les mécanismes liés à la vision (25).

Deux sortes de projets (IV) motivent les activités de l’atelier équipé : ils exploitent ce que la nature sait faire, mais aussi l’ingéniosité humaine capable de réaliser des synthèses destinées à compléter ou à améliorer pour une économie du bien commun. L’activité enzymatique (27) & synthétique (28) usent divers outillages, sans qu’il soit nécessaire d’évoquer un quelconque miracle d’imiter la nature, qui fait ce qu’elle peut sur ses échelles spatio-temporelles mal adaptées à notre quotidien. Des simulations numériques 3D auraient été plus efficaces au discours pédagogique (DVD). Les nombreuses images 2D, souvent complexes, semblent réclamer leurs ailes pour s’échapper de ce plat pays (flat Land) qu’est la feuille du livre !

Il est temps pour l’auteur de tirer les conclusions sur ce survol réactionnel d’un paysage réactionnel. Objectif : Révision à la baisse des types de réactions (V). Ces 5 types de transformations fondamentales (précipitation, transfert de H+, d’e-, réaction acide-base, et radicalaire), impliquent des électrons (transfert, donation, mise en commun). Peut-on les envisager comme des aspects particuliers d’un unique processus général ? Boite à outils, avec un seul outil ? De cette volonté de généralisation, un acide serait porteur d’une trouée d’électron (absence d’é) dans son nuage électronique. Une base serait porteuse d’un électron (proposition de M.Usanovich/1938). Le comportement acido-basique au sens de Lewis en est une simple extension, intégrant aussi les réactions de recombinaisons radicalaires & redox. Dans tous les cas, un seul événement : un électron vient occuper une trouée.

Que faut-il penser d’une telle généralisation à l’extrême qui peut conduire à classer ensemble le pissenlit et de l’éléphant sous prétexte que tous 2 sont des êtres vivant ? Faut-il suivre l’auteur de le voir s’extasier devant cette remarquable économie de moyens et d’en faire de surcroît, l’une des véritable splendeurs de la Nature ?

Il est pourtant déjà annoncé que ce qui va être se débrouille. Annoncé aussi que tout pourrait être autrement.

Il s’est passé quelque chose ?.....

Jacques CAZENOVE - 10/12/12

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Portfolio

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