Naissance de la chimie structurale , livre ebook

255

pages

Français

Ebooks

2008

Écrit par
Alain Dumon , Robert Luft

Publié par
EDP Sciences

Lire un extrait

Obtenez un accès à la bibliothèque pour le consulter en ligne En savoir plus

Découvre YouScribe en t'inscrivant gratuitement

Je m'inscris

Découvre YouScribe en t'inscrivant gratuitement

Je m'inscris

255

pages

Français

Ebook

2008

Lire un extrait

Obtenez un accès à la bibliothèque pour le consulter en ligne En savoir plus

Publié par

EDP Sciences

Date de parution

01 octobre 2008

Nombre de lectures

EAN13

9782759803491

Langue

Français

Poids de l'ouvrage

6 Mo

On ne peut que s'émerveiller devant les progrès faits par la science et la chimie : on n'avait identifié que 34 corps simples et isolé une vingtaine d'entre-eux il y a deux siècles et aujourd'hui il ne semble rien de plus naturel que d'assister devant un ordinateur à l'ébauche de la structure tridimensionnelle, hélicoïdale ou en pliage zig-zag, d'une molécule polypeptidique ; il parait tout aussi évident de manipuler cette molécule et de l'examiner sous un angle quelconque au moyen d'un logiciel.

Et pourtant : il y a deux siècles. Au mieux on savait alors déterminer la composition centésimale de quelques dizaines de combinaisons chimiques. S'il est rare désormais de se pencher sur le chemin parcouru et sur l'accélération des découvertes, il n'en demeure pas moins que l'étude de ce processus passionnant, improbable et fondateur reste pertinent et essentiel.

La Naissance de la chimie structurale retrace ainsi le cheminement plein d'embûches et de chausse-trapes parcouru depuis les travaux de RICHTER sur la stœchiométrie (1792) jusqu'à ceux réalisés de nos jours sur des structures supramoléculaires. Le développement laborieux des notions d'espèce chimique, d'atome, de molécule, d'ion, l'identification de leurs propriétés structurales et des conséquences de celles-ci sur la géométrie des molécules ont été l'objet de batailles intellectuelles mémorables. Dans le domaine structural les avancées dues à PASTEUR, KEKULÉ, Van't HOFF, LE BEL, FISCHER, BARTON, etc. permettent aujourd'hui à l'industrie pharmaceutique de reproduire par synthèse chimique asymétrique des édifices moléculaires complexes, autrefois extraits difficilement d'organismes végétaux ou animaux. De même, les méthodes de polymérisation modernes conduisent à la création d'enchaînements moléculaires portant sur des milliers de chaînons qui sont disposés de façon stéréorégulière, isotactique ou syndiotactique.

Voir

Publié par

EDP Sciences

Date de parution

01 octobre 2008

Nombre de lectures

EAN13

9782759803491

Langue

Français

Poids de l'ouvrage

6 Mo

Naissance de la chimie structurale

NAISSANCE DE LA CHIMIE STRUCTURALE

Alain DUMONet Robert LUFT

17 avenue du Hoggar Parc d’Activité de Courtabœuf, BP 112 91944 Les Ulis Cedex A, France

Imprimé en France

ISBN-:978-2-7598-0055-1

Tous droits de traduction, d’adaptation et de reproduction par tous procédés, réservés pour tous pays. La loi du 11 mars 1957 n’autorisant, aux termes des alinéas 2 et 3 de l’article 41, d’une part, que les « copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective », et d’autre part, que les analyses et les courtes citations dans un but d’exemple et d’illustration, « toute représentation intégrale, ou partielle, faite sans le consentement de l’auteur ou de ses er ayants droit ou ayants cause est illicite » (alinéa 1 de l’article 40). Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par les articles 425 et suivants du code pénal.

Sommaire

Introduction ....................................................................................................

Chapitre 1. : L’émergence des formules des composés chimiques...... Dalton, Gay-Lussac, Berzelius et les premières formules représentatives des substances chimiques ..................................... Atomes et molécules selon Dalton ................................................... La controverse Dalton - Gay-Lussac ................................................ Berzelius et la représentation des corps chimiques ....................... Combinaison chimique et attraction électrique.............................. Dualisme électrochimique de Berzelius et radicaux composés ......... La théorie des substitutions sonne le glas de la théorie dualistique. Émergence de la notion d’isomérie........................................................

Chapitre 2. : De la théorie des types aux premières formules structurales................................................................................................ Types chimiques et théorie unitaire ....................................................... « Théorie des types » de Dumas ....................................................... Premières idées d’ordre structural ................................................... Théorie unitaire et substitution par résidus.................................... Doubles décompositions et triomphe de la notation chimique ... « Table rase » duPrécis de chimie organiquede Gerhardt................ Nouvelle théorie des types et formules synoptiques .......................... Seconde théorie des « types »............................................................ Gerhardt et sa théorie des « types » ................................................. Types condensés et types mixtes ...................................................... Atomicité ou valence des espèces atomiques....................................... Vues de Couper ................................................................................... Kekulé et la tétratomicité du carbone .............................................. Controverse à propos de l’atomicité ................................................ Notion de valence ............................................................................... Aspects rétrospectifs et prospectifs de la chimie vers 1860 : un bilan

Chapitre 3. : Représentations de la structure chimique......................... Représentation de l’enchaînement des atomes .................................... Vues de Kekulé .................................................................................... Représentations structurales de Loschmidt .................................... Théorie structurale de Butlerov ........................................................ Notation de Crum Brown et ses aspects pédagogiques ................

15 15 20 22 24 28 31 35

39 39 39 44 48 49 51 54 55 58 61 63 64 65 68 69 69

73 73 73 77 79 82

Naissance de la chimie structurale

L’insaturation et sa notation .............................................................. 87 Établissement de la formule du benzène .............................................. 91 Proposition de Loschmidt.................................................................. 92 Théorie de Kekulé ............................................................................... 93 Objections de Ladenburg et « symposium » de 1869 .................... 97 Théorie de Berthelot ........................................................................... 99 Représentations alternatives du benzène proposées entre 1867 et 1874........................................................................... 101 Dissymétrie moléculaire et représentation des molécules dans l’espace 102 Travaux fondamentaux de Pasteur sur la dissymétrie moléculaire 104 Démonstration par la géométrie descriptive de la corrélation entre la dissymétrie moléculaire et le pouvoir rotatoire.......... 107 Van’t Hoff publie son hypothèse du carbone tétraédrique........... 109 Accueil fait au carbone tétraédrique ................................................ 113 La chimie dans l’espace s’étend aux composés inorganiques...... 115

Chapitre 4. : Naissance de la stéréochimie.............................................. Évolution de la notion d’isomérie.......................................................... Isomérie de structure du squelette carboné .................................... Isomérie de position de la fonction chimique................................. Isomérie géométrique......................................................................... Isomérie de valence des systèmes conjugués ................................. Conﬁguration et conformation ............................................................... Conventions de représentation stéréochimique............................. Conﬁguration relative et conﬁguration absolue ............................ Règle de séquence ............................................................................... Chiralité et pouvoir rotatoire ............................................................ Conformations moléculaires .............................................................

Chapitre 5. : Électron et liaison chimique............................................... Avancées épistémologiques et modélisation de la valence ................ Mendeléev, les éléments et leur classiﬁcation................................. Vers l’atome considéré comme une structure électrique............... Établissement des premiers modèles de l’édiﬁce atomique ......... Atome et théorie des quanta de Planck................................................. Atome de Bohr et ses aménagements successifs ............................ Périodicité, une illustration de la répartition du cortège électronique ................................................................ Évolution du modèle de Bohr sous l’effet d’apports théoriques et expérimentaux ......................................................................... Liaison chimique à la lumière du modèle de Bohr ........................ Atome vu sous l’angle de la mécanique quantique............................. Atome et mécanique quantique........................................................ Mécanique ondulatoire.................................................................

119 119 120 120 121 125 127 127 129 133 134 136

143 145 145 150 153 156 156

160

163 165 171 171 172

Sommaire

Mécanique matricielle de Heisenberg ........................................ 172 Interprétation probabiliste de Born et principe de complémentarité ................................................................ 173 Notion d’orbitale................................................................................. 174 Modèles quantiques de la liaison chimique.................................... 176 Méthode des liaisons de valence................................................. 177 Méthode des orbitales moléculaires OM ................................... 178 Représentation graphique des orbitales atomiques et moléculaires......................................................................... 179 Exemples d’application des théories quantiques aux problèmes structuraux chimiques............................................. 182 Géométrie des molécules ................................................................... 182 Électronégativité atomique et polarisation des liaisons covalentes 183 Stabilité des systèmes insaturés à liaisons multiples conjuguées 185 Densités électroniques et pôles de réactivité .................................. 186

La chimie structurale entre hier et demain Une revue rétro-prospective..................................................................

Notes ................................................................................................................ Références bibliographiques......................................................................... Brèves biographies des chimistes et physiciens cités ...............................

195

199 205 217

Introduction

Les notions de formule chimique, de liaison entre atomes et de stéréochimie, si familières aux chimistes d’aujourd’hui, sont apparues dans la deuxième e moitié duXIXsiècle. Au préalable, il fallut apprendre à distinguer le mélange du corps pur, construire la notion de substance chimique, différencier l’atome de la molécule et reconnaître que les atomes sont les constituants des molé-cules. Ce passage du monde sensible au monde imperceptible a pris près de 2 000 ans et a donné lieu à débats et controverses. Dans les diverses philosophies corpusculaires qui se sont succédées jusqu’à e la ﬁn duXVIIIsiècle, c’est la notion d’afﬁnité qui expliquait que deux particules avaient tendance à s’unir, s’accoler, s’attacher, etc. Le sens premier, commun, du mot afﬁnité concerne plutôt la localisation géographique ; en effet, le mot latin «adﬁnis» signiﬁe voisin ou limitrophe, et «adﬁnitas», voisinage ou proximité. Plus tard seront ajoutés les sens de ressemblance, de parenté par alliance, acquise par un mariage ou un baptême, puis celui de connexion entre les choses qui ont un rapport, qui présentent quelques similitudes entre elles et qui se ressemblent. Le concept d’afﬁnité va évoluer pour devenir l’afﬁnité (ou force) d’attraction et se différencier en afﬁnité d’agrégation et afﬁnité de 1 composition. Ces afﬁnités que Bergman appelle « afﬁnités électives » étaient exprimées en particulier dès 1718 dans leTableau des rapportsde Geoffroy (voir dans le chapitre 1 la ﬁgure 1.4). La cohésion des substances chimiques sera successivement expliquée par l’existence de crochets, de forces de contact, d’équilibre entre forces répulsives à très courte distance et de force attractive qui «décroît plus vite que le carré de celle-ci», d’attraction électrique entre espèces de charges opposées. Mais l’afﬁ-e nité restera jusqu’à la ﬁn duXIXsiècle un véritable paradigme permettant d’in-terpréter la formation des corps composés à partir de leurs particules initiales. Par exemple, Kekulé considère que les atomes et les groupes d’atomes qui se forment ou se transfèrent dans les réactions sont le siège d’unités d’afﬁnité («Verwandschaftseinheiten»), qui correspondent aux atomicités ou valences des atomes, neutralisées dans la formation des liaisons ou libérées lors de la rupture de celles-ci ; mais aucune déﬁnition précise de l’afﬁnité n’est fournie avant le développement de la thermodynamique chimique. Bien que Boyle ait différencié depuis 1661 le mélange de la combinaison chimique et envisagé que les propriétés individuelles des substances chimi-ques résultent des arrangements divers d’une matière commune et univer-selle, les corps chimiques ont du mal à trouver leur identité. On se trouvait en présence d’acides, d’alcalis, de sels, de composés tirés des matières animales et e végétales, etc. Au tournant duXIXsiècle des bouleversements vont apparaître dans les méthodes de travail, les raisonnements et le langage de la chimie :

Voir

Sciences & Histoire / Sciences & History

De l IBM 360/75 au superordinateur Jean Zay

Ebooks

De l'IBM 360/75 au superordinateur Jean Zay

Janine Connes

Ebooks

Histoire

De l'IBM 360/75 au superordinateur Jean Zay

Janine Connes

218 pages

Français

Lire

Infos

Histoire de la vulgarisation scientifique avant 1900

Ebooks

Histoire de la vulgarisation scientifique avant 1900

Guy Vautrin

Ebooks

Histoire

Histoire de la vulgarisation scientifique avant 1900

Guy Vautrin

412 pages

Français

Lire

Infos

Histoire d un pionnier de l informatique

Ebooks

Histoire d'un pionnier de l'informatique

Alain Beltran, Pascal Griset

Ebooks

Sciences formelles

Histoire d'un pionnier de l'informatique

Alain Beltran, Pascal Griset

306 pages

Français

Lire

Infos

Ebooks

When Albert became Einstein

Christian Bracco

Ebooks

Savoirs

When Albert became Einstein

Christian Bracco

152 pages

English

Lire

Infos

Ebooks

Pionniers de la radiothérapie

Jean Coursaget, Jean-Pierre Camilleri

Ebooks

Medecine

Pionniers de la radiothérapie

Jean Coursaget, Jean-Pierre Camilleri

262 pages

Français

Lire

Infos

Ebooks

La physique du XXe siècle

Michel Paty

Ebooks

Sciences formelles

La physique du XXe siècle

Michel Paty

330 pages

Français

Lire

Infos

Einstein’s Witches’ Sabbath and the Early Solvay Councils

Ebooks

Einstein’s Witches’ Sabbath and the Early Solvay Councils

Frits Berends, Franklin Lambert

Ebooks

Histoire

Einstein’s Witches’ Sabbath and the Early Solvay Councils

Frits Berends, Franklin Lambert

319 pages

English

Lire

Infos

Ebooks

Gaston Contremoulins, 1869 - 1950

Patrick Mornet, Cole A. Giller

Ebooks

Medecine

Gaston Contremoulins, 1869 - 1950

Patrick Mornet, Cole A. Giller

145 pages

English

Lire

Infos

Ebooks

Gaston Contremoulins, 1869 - 1950

Patrick Mornet, Cole A. Giller

Ebooks

Medecine

Gaston Contremoulins, 1869 - 1950

Patrick Mornet, Cole A. Giller

195 pages

English

Lire

Infos

Ebooks

Le Verrier

Lequeux James

Ebooks

Sciences formelles

Le Verrier

Lequeux James

413 pages

Français

Lire

Infos

Ebooks

Léon Foucault

William Tobin, Lequeux James

Ebooks

Sciences formelles

Léon Foucault

William Tobin, Lequeux James

369 pages

Français

Lire

Infos

Ebooks

Jacques Hadamard

Vladimir Maz'Ya, Tatiana Shaposhnikova

Ebooks

Sciences formelles

Jacques Hadamard

Vladimir Maz'Ya, Tatiana Shaposhnikova

590 pages

Français

Lire

Infos

Ebooks

Charles Beaudouin

Denis Beaudouin

Ebooks

Sciences formelles

Charles Beaudouin

Denis Beaudouin

297 pages

Français

Lire

Infos

Ebooks

Jacques Hadamard

Vladimir Maz'Ya, Tatiana Shaposhnikova

Ebooks

Sciences formelles

Jacques Hadamard

Vladimir Maz'Ya, Tatiana Shaposhnikova

553 pages

Français

Lire

Infos

Ebooks

Vous avez dit : sabbat de sorcières ?

Franklin Lambert, Frits Berends

Ebooks

Histoire

Vous avez dit : sabbat de sorcières ?

Franklin Lambert, Frits Berends

342 pages

Français

Lire

Infos

Univers
Ebooks
Livres audio
Presse
Podcasts
BD
Documents

Livre audio en ligne - Développement personnel Livre en ligne Tout le catalogue Tous les Intérêts

Naissance de la chimie structurale , livre ebook

YouScribe

Le catalogue

Le service

Les conditions