Chimie

Nous expliquons ce qu’est la chimie, son histoire, ses branches et ses applications. Aussi, les principes de la chimie moderne et sa relation avec la physique.

Qu’est-ce que la chimie ?

La chimie est la science qui étudie la composition, la structure et les propriétés de la matière , y compris sa relation avec l’énergie ainsi que les changements qui peuvent s’y produire par le biais de soi-disant réactions . C’est la science qui étudie les substances et les particules qui les composent, ainsi que les différentes dynamiques qui peuvent se produire entre elles.

La chimie est l’une des grandes sciences contemporaines , dont l’apparition a révolutionné le monde à jamais. Cette science a offert des explications fonctionnelles et testables du comportement complexe des matériaux connus, capables d’expliquer à la fois leur permanence et leurs changements.

D’autre part, les connaissances chimiques sont présentes dans la vie de tous les jours, dans la mesure où nous utilisons des substances naturelles et en créons des artificielles. Des processus comme la cuisson, la fermentation , la métallurgie, la création de matériaux intelligents, et même de nombreux processus qui se déroulent dans notre corps, peuvent être expliqués d’un point de vue chimique (ou biochimique ).

D’autre part, la maîtrise de la chimie a permis l’essor de l’industrie : la transformation des matériaux au gré de l’homme pour créer des objets utiles (ou les matériaux nécessaires à leur fabrication). En ce sens, c’est l’une des sciences qui a eu le plus grand impact sur le monde et dans l’ histoire de l’humanité .

Voir aussi: Sciences factuelles

histoire de la chimie

Au sens strict, l’histoire de la chimie commence à la préhistoire lorsque l’ homme commence à s’intéresser aux matériaux , à la fabrication, à la cuisine et à la boulangerie. Son lien avec le progrès technologique de l’humanité est incontestable.

Le mot chimie vient du latin ars chimia (« art alchimique »), lui-même dérivé du terme arabe alchimie , avec lequel vers l’an 330 la pratique pseudoscientifique des chercheurs de la pierre philosophale a été nommée, avec laquelle ils pouvaient convertir le plomb et d’autres métaux en or, pour conférer l’immortalité ou l’omniscience.

Les premiers alchimistes étaient des scientifiques islamiques qui, alors que l’Occident était plongé dans le fanatisme religieux chrétien , cultivaient la sagesse des éléments et des matériaux, compris comme un ensemble de corps et d’esprits qui, en utilisant les bonnes techniques, pouvaient être manipulés ou transformés.

Ces personnages mystérieux étaient autrefois appelés « chimistes » (de alchimistes ). Cependant, à partir de 1661, avec la publication de « The Skeptical Chemist » par le scientifique irlandais Robert Boyle (1627-1691), le terme prend un sens moins ésotérique (spirituel) et plus lié aux sciences.

D’autre part, la définition de la chimie a énormément varié au fil du temps. Notamment parce que son domaine a grandi et évolué de manière gigantesque, resignifiant cette discipline.

Vers 1662, le scientifique suisse Christopher Glaser (1615-1670) définit la chimie comme l’art scientifique de dissoudre des corps de différents matériaux, car en 1730 l’Allemand Georg Stahl (1659-1734) l’appelle l’art de comprendre la dynamique des mélanges .

Ce n’est qu’en 1837 que le chimiste français Jean-Baptiste Dumas (1800-1884) la définit comme la science qui traite des forces intermoléculaires. Au lieu de cela, nous le comprenons aujourd’hui comme l’étude de la matière et de ses changements, selon la définition du célèbre chimiste hongkongais Raymond Chang (1939-2017).

Cependant, la chimie en tant que science a vu le jour au XVIIIe siècle , lorsque les premières expériences scientifiques vérifiables avec la matière ont eu lieu dans l’ Europe moderne , en particulier après la postulation de 1983 de la théorie atomique de John Dalton.

Depuis, la chimie a suscité de nombreuses découvertes et révolutions . En outre, il a eu un impact significatif sur la science et les disciplines connexes, telles que la biologie , la physique et l’ingénierie.

L’ Organisation des Nations Unies a déclaré que 2011 serait l’Année internationale de la chimie, en reconnaissance de l’énorme trajectoire scientifique parcourue et de l’impact indéniable que cette discipline a sur nos vies .

branches de la chimie

La chimie comprend un grand nombre de branches, puisque son domaine d’étude est proche de diverses sciences et disciplines. Parmi ces branches figurent :

• Chimie Inorganique . Consacré à l’étude de la matière qui ne constitue pas principalement les êtres vivants ou leurs substances, mais plutôt typique des formes inanimées de la matière. Elle se distingue de la chimie organique en ce qu’elle n’est centrée sur aucun élément particulier (comme la chimie organique l’est sur le carbone).
• chimie organique. Aussi appelée chimie du vivant, c’est une branche de la chimie centrée sur les composés qui gravitent autour du carbone et de l’hydrogène, et qui sont principalement ceux qui permettent la composition du vivant.
• La biochimie . Faisant un pas de plus vers la biologie, la biochimie est la chimie des corps des êtres vivants, s’intéressant aux processus énergétiques qui les maintiennent en vie, aux réactions qui se produisent de manière ordonnée dans leurs cellules , et d’autres domaines de connaissances qu’ils nous permettent pour comprendre comment notre corps est physiquement fait.
• La chimie physique. Aussi appelée chimie physique, elle étudie les fondements physiques qui soutiennent toutes sortes de processus chimiques, en particulier ceux liés à l’énergie, tels que le domaine de l’électrochimie, la thermodynamique chimique et d’autres secteurs de la physique (ou de la chimie, selon la façon dont vous le voyez ). ).
• chimie industrielle. Aussi appelée chimie appliquée, elle prend les connaissances théoriques de la chimie et les applique à la résolution de problèmes de la vie quotidienne. Il va de pair avec le génie chimique puisqu’il s’intéresse à la production économique de réactifs chimiques, à de nouveaux matériaux et, actuellement, aux moyens de mener une activité industrielle sans nuire à l’ environnement .
• Chimie Analytique . Son objectif fondamental est de détecter et de quantifier les éléments chimiques présents dans une certaine substance, c’est-à-dire de trouver des méthodes et des moyens de vérifier de quoi les choses sont faites et dans quel pourcentage.
• l’astrochimie. Il s’éloigne du monde quotidien pour s’intéresser aux étoiles et à leur composition, va de pair avec l’astrophysique. C’est l’une des branches les plus spécialisées de cette vaste science.

importance de la chimie

La chimie est présente dans la grande majorité des processus industriels , ainsi que dans les aspects très quotidiens de notre vie. Grâce à elle, nous avons développé des matériaux complexes adaptés à nos différents besoins à travers l’histoire.

Des alliages métalliques aux composés pharmacologiques ou aux carburants pour alimenter nos moyens de transport, la connaissance des réactions chimiques a été fondamentale. En fait, grâce à la chimie, nous avons changé le monde qui nous entoure, pour le meilleur et pour le pire.

D’autre part, la chimie nous fournira probablement les connaissances nécessaires pour réparer les dommages causés à l’ écosystème tout au long de notre histoire.

applications de chimie

La chimie est l’un des domaines de la connaissance humaine qui a les plus grandes applications dans de nombreux domaines de la vie. Certains d’entre eux sont:

• Obtenir de l’énergie. Grâce à la manipulation de substances chimiques telles que les carburants et les hydrocarbures , ou encore à la manipulation de noyaux atomiques d’éléments lourds, il est possible de générer de l’énergie thermique qui à son tour est utilisée pour générer de l’énergie électrique  . C’est ce qui se passe dans les centrales thermoélectriques ou thermonucléaires.
• La fabrication de matériaux de pointe. Grâce à la chimie, il existe aujourd’hui des fibres synthétiques, des matériaux intelligents et d’autres éléments qui permettent la fabrication de nouveaux types de vêtements, de meilleurs outils et des applications sans précédent pour améliorer la vie humaine.
• Pharmacologie. Parallèlement à la biochimie et à la médecine, la chimie permet la combinaison de composés pour produire des médicaments et des traitements qui prolongent la vie humaine et améliorent également sa qualité.
• L’amélioration de l’agriculture. Grâce à la compréhension de la chimie des sols , nous pouvons aujourd’hui fabriquer des additifs, des engrais et d’autres substances dont l’utilisation correcte convertit les sols pauvres en sols idéaux pour la plantation, nous permettant de lutter contre la faim et la pauvreté .
• Assainissement et décontamination. En comprenant les propriétés des substances astringentes, dégraissantes et autres substances à action locale, nous pouvons produire des désinfectants et des nettoyants pour mener une vie plus saine, et aussi chercher un remède aux dommages écologiques que nos propres industries causent à l’ écosystème .

Principes de la chimie moderne

La chimie moderne est régie par le soi-disant principe quantique, résultat de la théorie atomique qui considère la matière à différents niveaux de complexité, tels que :

• Matière . Tout ce qui a une masse , un volume et qui est composé de particules. Il peut être constitué de substances pures ou de mélanges.
• composés chimiques . Substances chimiques composées de plus d’un élément chimique ou type d’atome, ce qui ne signifie pas qu’il s’agit de mélanges, mais plutôt qu’il s’agit de substances dont la structure particulaire répète des combinaisons des mêmes éléments différents.
• molécules . Unions de deux ou plusieurs atomes, dans une unité minimale dotée de fonctionnalités et de propriétés uniques, résultant des caractéristiques, de la localisation et de l’abondance des éléments qui les composent. Un composé chimique peut être réduit à ses plus petites molécules, mais si celles-ci sont « cassées », il n’y aura plus de composé et nous n’aurons plus que des atomes, c’est-à-dire les plus petits morceaux qui le composent.
• Atomes . Des particules minimes, imperceptibles, douées de poids , de volume, de stabilité et de charge électrique , sont les briques avec lesquelles la matière est fabriquée. Il existe un nombre fini d’atomes, chaque type correspondant à un élément chimique répertorié dans le tableau périodique des éléments .
• Particules subatomiques . Particules qui composent les atomes et leur confèrent leurs propriétés. Trois types sont connus : les électrons (chargés négativement), les neutrons (sans charge) et les protons (chargés positivement). Les premiers gravitent autour du noyau de l’atome comme un nuage, tandis que les deux derniers constituent le noyau lui-même, et sont à leur tour composés de sous-particules encore plus petites et plus éphémères, appelées quarks .

Chimie et physique

La chimie et la physique sont des disciplines sœurs, mais elles envisagent la réalité sous des angles différents. La chimie est la science de la matière, des réactions et de leurs compositions. Au lieu de cela, la physique est la science des forces qui régissent le monde réel et qui déterminent en grande partie l’ état (et non la composition) de la matière.

Cette différence de perspective peut être comprise si l’on pense aux états de la matière : l’eau est composée de deux éléments chimiques qui composent ses molécules : l’hydrogène et l’oxygène (H2O). Cela continuera d’être le cas lorsque l’eau est à l’état liquide , lorsqu’elle est gelée à l’état solide et lorsqu’elle est portée à ébullition .

Dans chacun de ses états physiques, la substance a des niveaux d’énergie interne très différents en raison de la vibration de ses particules de différentes manières. Il y a un changement physique , mais pas un changement chimique , puisque comme dans l’exemple de l’eau, la glace et la vapeur ont toujours les mêmes éléments chimiques.

D’autre part, en favorisant une réaction chimique de l’eau avec un métal , on obtient un oxyde , c’est-à-dire que la composition chimique des deux substances change et qu’on en obtient une nouvelle (oxyde métallique), sans que l’eau ne cesse d’être liquide et que la le fer cessant d’être liquide, d’être solide, c’est-à-dire sans altérer l’état physique de la matière.

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