text: La chimie est une science de la nature qui étudie la matière et ses transformations, et plus précisément les atomes, les molécules, les réactions chimiques et les forces qui favorisent les réactions chimiques. Présentation générale La chimie porte sur les éléments suivants : les éléments chimiques à l'état libre, atomes ou ions atomiques. Elle étudie également leurs associations par liaisons chimiques qui engendrent notamment des composés moléculaires stables ou des intermédiaires plus ou moins instables. Ces entités de matière peuvent être caractérisées par une identité reliée à des caractéristiques quantiques et des propriétés précises ; les processus qui changent ou modifient l'identité de ces particules ou molécules de matière, dénommés réaction chimique, transformation, interaction ; les mécanismes réactionnels intervenant dans les processus chimiques ou les équilibres physiques entre deux formes, qui permettent d'interpréter des observations et d'envisager de nouvelles réactions ; les phénomènes fondamentaux observables en rapport avec les forces de la nature qui jouent un rôle chimique, favorisant les réactions ou synthèses, addition, combinaison ou décomposition, séparation de phases ou extraction. L'analyse permet de découvrir les compositions, le marquage sélectif ouvre la voie à un schéma réactionnel cohérent dans des mélanges complexes. La taille des entités chimiques varie de simples atomes ou molécules nanométriques aux édifices moléculaires de plusieurs dizaines de milliers d'atomes dans les macromolécules, l'ADN ou protéine de la matière vivante (infra)micrométrique, jusqu'à des dimensions parfois macroscopiques des cristaux. En incluant l'électron libre (qui intervient dans les réactions radicalaires), les dimensions de principaux domaines d'application se situent dans son ensemble entre le femtomètre () et le micromètre (). L'étude du monde à l'échelle moléculaire soumise paradoxalement à des lois singulières, comme le prouvent les récents développements nanotechnologiques, permet de mieux comprendre les détails de notre monde macroscopique. La chimie est qualifiée de « science centrale » en raison des relations étroites qu'elle possède avec la biologie et la physique. Et elle a évidemment des relations avec les champs d'applications variés, tels que la médecine, la pharmacie, l'informatique et la science des matériaux, sans oublier des domaines appliqués tels que le génie des procédés et toutes les activités de formulation. La physique, et surtout son instrumentation, est devenue hégémonique après 1950 dans le champ de la science de la nature. Les avancées en physique ont surtout refondé en partie la chimie physique et la chimie inorganique. La chimie organique, par l'intermédiaire de la biochimie, a partagé des recherches valorisant la biologie. Mais la chimie n'en garde pas moins une place incontournable et légitime dans le champ des sciences de la nature : elle conduit à de nouveaux produits, de nouveaux composés, découvre ou invente des structures moléculaires simples ou complexes qui bénéficient de façon extraordinaire à la recherche physique ou biologique. Enfin l'héritage cohérent que les chimistes défenseurs marginaux des structures atomiques ont légué aux acteurs de la révolution des conceptions physiciennes au début du ne doit pas être sous-estimé. Étymologie , mais ces hypothèses peuvent être reliées : l'une égyptienne, kemi viendrait de l'ancien égyptien Khemet, la terre. Il se retrouve aussi dans le copte « noire » puisque dans la vallée du Nil, la terre est noire. L'art de la kemi, par exemple les poisons minéraux, a pu influencer la magie noire ; la racine grecque se lie à , khumeia, « mélange de liquides » (, khumos, « suc, jus ») ; enfin, le mot « chimie » proviendrait de l'arabe al kemi, (littéralement la kemia, la « chimie »), , mot lui-même venant de l'égyptien ancien kem qui désigne la couleur noire. Histoire Antiquité et Moyen-Âge L'art d'employer ou de trier, préparer, purifier, transformer les substances séchées mises sous forme de poudres, qu'elles proviennent du désert ou de vallées sèches, a donné naissance à des codifications savantes, d'abord essentiellement minérales. Mais les plantes éphémères et les arbres pérennes du désert, et leurs extraits gommeux ou liquides nécessaires aux onguents, ont été très vite assimilés à celles-ci, par reconnaissance de l'influence des terres et des roches. Outre la connaissance du cycle de l'eau et des transports sédimentaires, la maîtrise progressive des métaux et des terres, les Égyptiens de l'Antiquité connaissent beaucoup de choses. Parmi elles, le plâtre, le verre, la potasse, les vernis, le papier (papyrus durci à l'amidon), l'encens, une vaste gamme de couleurs minérales ou pigments, de remèdes et de produits cosmétiques Plus encore que les huiles à onction ou les bains d'eaux ou de boues relaxants ou guérisseurs, la chimie se présente comme un savoir sacré qui permet la survie. Par exemple par l'art sophistiqué d'embaumer ou par le placement des corps des plus humbles dans un endroit sec. L'art de la terre égyptien a été enseigné en préservant une conception unitaire. Les temples et les administrations religieuses ont préservé et parfois figé le meilleur des savoirs. Le pouvoir politique souverain s'est appuyé sur les mesures physiques, arpentage et hauteur hydraulique des crues, peut-être sur la densité du limon en suspension, pour déterminer l'impôt et sur les matériaux permettant les déplacements ou la mobilité des armées. Le vitalisme ou les cultes agraires et animaux, domaines appliqués de la kemia, ont été préservés dans des temples, à l'instar d'Amon, conservatoire des fumures azotées et de la chimie ammoniacale antique. Les savants musulmans supposaient que tous les métaux provenaient de la même espèce. Ils croyaient à la possibilité de la transmutation et cherchèrent en vain dans cette perspective l'obtention de « l'al-iksir » qui prolongerait la vie. « Dans le même temps, guidés par des préoccupations plus pratiques, ils se livraient dans leurs laboratoires à des expérimentations systématiques des corps. Disposant de tableaux indiquant les poids spécifiques, ils pouvaient en les pesant, les distinguer, les reconnaître par des analyses sommaires et, quelquefois même les reconstituer par synthèse. [...] Ils trouvèrent des teintures pour colorer les tissus, les mosaïques et les peintures, si parfaites qu'elles ont gardé leur fraîcheur millénaire. » « Les Arabes allaient faire connaître au monde l'usage des parfums, en apprenant à extraire les parfums des fleurs. À Chapur, on distillait toutes les essences selon les techniques zoroastriennes : narcisse, lilas, violette, jasmin... Gur était réputé pour ses eaux parfumées et fabriquait des eaux de fleur d'oranger et de rose à base de rose d'Ispahan. Samarkand était célèbre par son parfum de basilic, Sikr par son ambre. Le musc du Tibet, le Nénuphar d'Albanie, la Rose de Perse demeurent des parfums aussi prestigieux que légendaires. » « En mélangeant la soude (Al-qali) avec le suif ou l'huile, les Arabes fabriquèrent les premiers savons et créèrent une des plus magnifiques industries de Bagdad, qui devait s'étendre rapidement sur l'Égypte, la Syrie, La Tunisie et l'Espagne musulmane. L'islam avait fait si bien que le goût du bien-être gagna toutes les classes de la société et que la production ne suffit plus à la consommation. Le besoin d'inventer l'industrie des succédanés ou ersatz se fit sentir à ce moment-là » » Les repères de pensée taxonomique sont profondément influencés par les civilisations grecques puis hellénistiques, férues de théorisations, qui ont lentement esquissé de façon sommaire ce qui encadre aux yeux profanes la chimie, la physique et la biologie. Elles ont laissé les techniques vulgaires au monde du travail et de l'esclave. L'émergence de spiritualités populaires, annexant l'utile à des cultes hermétiques, a promu et malaxé ses bribes de savoirs dispersés. Incontestablement, les premiers textes datés tardivement du et après Jésus-Christ comportent à l'exemple de l'alchimie médiévale la plus ésotérique, une partie mystique et une partie opératoire. La religiosité hellénistique a ainsi légué aussi bien le bain-marie, de Marie la Juive que l'abscons patronage d'Hermès Trismégiste, divinité qui prétendait expliquer à la fois le mouvement et la stabilité de toute chose humaine, terrestre ou céleste. De l'alchimie pré-scientifique à la chimie scientifique Au cours des siècles, ce savoir empirique oscille entre art sacré et pratique profane. Il s'est préservé comme l'atteste le vocable chimia des scolastiques en 1356, mais savoir et savoir-faire sont souvent segmentés à l'extrême. Parfois, il est amélioré dans le monde paysan, artisan ou minier avant de devenir une science expérimentale, la chimie, au cours des troisième et quatrième décennies du . Au même titre que la physique, l'essor de la pensée et de la modélisation mécanistes, font naître la chimie sous forme de science expérimentale et descriptive. La chimie reste essentiellement qualitative et bute sur le retour incessant des croyances écartées. Les alchimistes ont subsisté jusqu'en 1850. Ils poursuivaient la quête de la pierre philosophale et continuant l'alchimie sous une forme ésotérique. La rupture entre la chimie et l'alchimie apparaît pourtant clairement en 1722, quand Étienne Geoffroy l'Aîné, médecin et naturaliste français, affirme l'impossibilité de la transmutation. La chimie expérimentale et l'alchimie diffèrent déjà radicalement. La première est de nature scientifique alors que la seconde représente un ensemble de croyances non-scientifiques. La chimie a connu une avancée énorme avec Antoine Lavoisier qui l'a promue au rang de science exacte. Lavoisier reste dans l'Histoire comme celui qui a découvert la combustion par le dioxygène (1775). Pour le philosophe Thomas Samuel Kuhn, il s'agit d'une révolution scientifique majeure, qui a donné naissance à la chimie moderne. Représentations de l'atome et de la molécule À la suite de Van Helmont, les premiers chimistes maîtrisent déjà la notion de gaz, tiennent compte du facteur de la température et parviennent à expliquer sommairement la pression de vapeur d'un corps et les mélanges miscibles des fluides. John Dalton, a le premier essayé de donner une définition moderne de la notion d'atome. L'atome constitue une particule fondamentale ou une combinaison de plusieurs d'entre elles. En 1811, Amedeo Avogadro affirme que le volume d'un gaz quelconque à pression et température constante contient le même nombre de particules, qu'il dénomme molécules intégrantes ou constituantes. L'obstination de nombreux chimistes, tel Berzelius en pionnier de l'électrovalence dès 1812, a servi pour réaffirmer la possibilité d'une modélisation à la fois mécaniste et géométrique par le biais d'une architecture atomique. Auguste Laurent, proposant pour des séries homologues de molécules organiques un même squelette constitué d'atomes, était dénigré par les maîtres des laboratoires. Mais malgré l'influence des équivalentistes, le revirement s'opère. Ce dernier est porté par la reconnaissance des succès de l'électrochimie préparative depuis Humphry Davy et Michael Faraday et la volonté de corréler quantitativement nombre d'espèces chimiques et masse d'un corps pur. Le congrès de Karlsruhe organisé en 1860 par les amis de Friedrich August Kekulé von Stradonitz et de Charles Adolphe Wurtz ouvre la voie à des conventions atomiques. Son influence éveille une recherche sur la classification des éléments qui débouche notamment sur les classifications périodiques de Mendeleïev et de Meyer. Elle entraîne un renouveau d'intérêt pour les molécules. Kékulé et Kolbe en chimie organique, Le Bel et van 't Hoff en chimie générale et plus tard Alfred Werner en chimie minérale établissent les fondements de la représentation en structures moléculaires. Les travaux de Joseph John Thomson, découvreur de l'électron en 1897, prouvent que l'atome est constitué de particules électriquement chargées. Ernest Rutherford démontre par sa célèbre expérience en 1909 que l'atome est surtout composé de vide, son noyau, massif, très petit et positif, étant entouré d'un nuage électronique. Niels Bohr, précurseur de la modélisation atomique, affirme en 1913 que les électrons circulent sur des « orbites ». Lorsque James Chadwick découvre les neutrons, la théorie quantique fondée au début de l'entre-deux-guerres sur le modèle rival d'Erwin Schrödinger renforcée par les compléments matriciels de Werner Heisenberg, l'affinement théorique de Wolfgang Pauli a déjà pris son envol. Et ce, malgré les contestations appliquées et systématiques d'Albert Einstein. Des années 1930 à notre , la mécanique quantique explique le comportement de l'atome et des molécules. La chimie et l'identification des composés chimiques au Au , l'essor des mesures physiques a facilité aux chimistes la caractérisation des composés avec lesquels ils travaillent. Auparavant, la réaction chimique et un nombre restreint de techniques physico-chimiques s'imposaient en ultime recours pour détecter ou caractériser une molécule. A partir du XXè siècle, il existe diverses méthodes de mesures. Parmi elles, la chromatographie, la spectrométrie électromagnétique (infrarouge, lumière visible ou UV), la masse, de résonance magnétique nucléaire. Sans oublier aussi d'inclure les microscopies électroniques et autres analyses par diffraction de rayons X ou par diffusion de particules et, dans des cas d'observation contrôlée sur surface plane, la microscopie par champ de force. Toutes ces possibilités ont permis une identification plus aisée. Elles offrent souvent la possibilité de remonter à la structure géométrique des molécules et de leurs assemblages et de connaître leur composition isotopique. Parfois même de « voir » par le multiplicateur instrumental la molécule, de la (dé)placer ou de suivre des réactions (photo)chimiques en temps réel de plus en plus brèves. Ces progrès physico-chimiques ont permis de grandes avancées tout particulièrement en biochimie où les édifices étudiés restent complexes et les réactions variées. Quelques personnalités de la chimie et de la physico-chimie Disciplines La chimie est divisée en plusieurs spécialités expérimentales et théoriques à l'instar de la physique et de la biologie, avec lesquelles elle partage parfois des espaces d'investigations communs ou proches. La recherche et l'enseignement en chimie sont organisés en disciplines qui peuvent partager des domaines communs : la biochimie qui étudie les réactions chimiques dans des milieux biologiques (cellules...) ou avec des objets biologiques (protéines...) ; la chimie analytique regroupe l'étude des méthodes d'analyses qualitatives ou quantitatives qui permettent de connaître la composition d'un échantillon donné ; la chromatographie et la spectroscopie en constituent ses principaux domaines ; la chimie des matériaux présente la préparation et l'étude de substances avec une application en tant que matériau. Ce domaine intègre des éléments des autres domaines classiques de la chimie avec un intérêt particulier pour les problèmes fondamentaux concernant les matériaux ; la chimie inorganique ou chimie minérale concerne la description et l'étude des éléments chimiques et des composés sans squelette carboné ; la chimie organique recense la description et l'étude des composés comportant un squelette d'atomes de carbone (composés organiques) ; la chimie physique dont l'objet constitue l'étude des lois physiques des systèmes et procédés chimiques ; ses principaux domaines d'étude comprennent : la thermochimie, la cinétique chimique, l'électrochimie, la radiochimie, et les spectroscopies ; la chimie théorique analyse l'étude de la chimie à travers un raisonnement théorique fondamental (habituellement à l'aide des mathématiques et de la physique). En particulier, l'application de la mécanique quantique à la chimie a donné naissance à la chimie quantique. Depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale, le progrès des ordinateurs a permis le développement de la chimie numérique (ou computationnelle); la chimie des aliments, incluant la gastronomie moléculaire, s'intéressent respectivement aux ingrédients et aliments, ou pour la seconde, aux mécanismes des phénomènes qui surviennent lors de la production d'aliments à partir d'ingrédients. Liste d'autres domaines spécialisés ou d'interface : Ces interfaces mouvantes ne facilitent pas la délimitation de la chimie. Avec la physique. Bien que la frontière entre la physique et la chimie ne soit pas clairement définie, elle est considérée, généralement, comme relevant de la chimie car les phénomènes provoqués par les réactions entre les constituants de la matière entraînent une modification des liaisons entre les atomes. Selon la nature de ces liaisons, ces phénomènes impliquent entre les atomes des échanges ou mises en commun d'électrons ou bien des forces électrostatiques. Les niveaux d'énergie mis en œuvre dans les phénomènes chimiques font que, au-delà, on entre dans la physique des plasmas, voire dans la physique nucléaire avec l'implication du noyau atomique. Aux échelles inférieures à celle de l'atome, l'étude des particules élémentaires et de leurs interactions relève de la physique des particules. Avec la biologie. La frontière entre la chimie et la biologie n'est pas plus clairement définie. En effet, la délimitation n'est pas bien définie entre la biochimie et la biologie moléculaire. La biochimie constitue une sous-discipline de la chimie qui étudie les réactions chimiques dans des milieux biologiques (cellules...) ou avec des objets biologiques (protéines et autres biomolécules...). La biologie moléculaire, quant à elle regroupe la partie de la biologie qui s'intéresse à la compréhension des processus biologiques au niveau moléculaire. Avec la science des matériaux. L'omniprésence de la chimie se retrouve lorsqu'on considère les fondements du domaine initialement technologique des matériaux. Mais ce dernier tend à prendre par hyperspécialisation une distance envers sa matrice, et cette toile de fond n'apparaît souvent que lors des évolutions techniques. Ainsi l'art de la dentisterie en mutation dans les années 1980-1990 a pu se réaliser grâce aux applications de la chimie macromoléculaire. L'évolution de la chimie, tant dans son enseignement que dans les champs de recherche, est influencée à terme par les puissantes directions de recherches américaines. En particulier de façon récente privilégiant majoritairement les domaines des soins et de la santé humaine et animale. La langue de la recherche en chimie se présente majoritairement en anglais. Des années 1880 à la Grande Guerre, l'allemand, l'anglais et le français ont pourtant constitué des langues véhiculaires nécessaires aux savants. Mais survient l'éclipse du français dans l'entre-deux-guerres. Puis l'allemand, qui avait réussi à préserver quelques dernières revues importantes ou écrits scientifiques de référence, a cédé face à l'anglais dans les années 1990. Structure de la matière Élément chimique Un élément est une entité immatérielle dénuée de propriétés physiques ou chimiques. Il constitue un couple formé d'un symbole et d'un numéro atomique (numéro d'ordre dans le tableau périodique des éléments) qui caractérise les atomes, molécules, ions, nucléides isotopes d'une espèce chimique donnée. 92 éléments naturels et 17 éléments artificiellement créés par l'homme sont répertoriés. Un élément chimique désigne abstraitement l'ensemble des atomes avec un nombre donné de protons dans leur noyau. Ce nombre s'appelle le numéro atomique. Par exemple, tous les atomes avec six protons dans leurs noyaux constituent des atomes de l'élément carbone C. Ces éléments sont rassemblés et ordonnés dans le tableau périodique des éléments. Atome L'atome d'une espèce chimique représente une entité matérielle. L'atome est formé d'un noyau atomique contenant des nucléons, en particulier d'un nombre Z de charge électrique élémentaire positive du noyau qui maintient autour de lui un nombre d'électrons, charge négative équilibrant la charge positive du noyau. Il possède un rayon, une structure géométrique, ainsi que des propriétés chimiques et physico-chimiques spécifiques relevant de ce cortège électronique. Un atome constitue la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre. Généralement constitué d'un noyau composé de protons et de neutrons autour desquels orbitent des électrons, sa taille caractéristique se compte en dixième de nanomètre (nm), soit 10 m. La théorie atomiste, qui soutient l'idée d'une matière composée de « grains » indivisibles (contre l'idée d'une matière indéfiniment sécable), est connue depuis l'antiquité, et fut en particulier défendue par Démocrite, philosophe de la Grèce antique. Elle fut disputée jusqu'à la fin du ; aujourd'hui, cela ne fait l'objet d'aucune controverse. Les sciences de la matière modernes se reposent en particulier sur cette notion d'atome. L'atome n'est cependant plus considéré comme un grain de matière insécable, depuis les expériences de physique nucléaire ayant mis à jour sa structure au début du . En chimie, les atomes représentent les éléments de base. Ils constituent la matière et forment les molécules en partageant des électrons. Les atomes restent grosso modo indivisibles au cours d'une réaction chimique (en acceptant les légères exceptions que constituent les échanges des électrons périphériques). Cependant, depuis le début du , des expériences de physique nucléaire ont mis en évidence l'existence d'une structure complexe pour le noyau atomique. Les constituants de l'atome constituent des particules élémentaires. Les plus gros atomes peuvent être vu au microscope électronique en transmission Histoire de l'atome Le concept d'atome est particulièrement bien admis par le grand public, pourtant, paradoxalement, les atomes ne peuvent pas être observés par des moyens optiques et seuls quelques rares physiciens manipulent des atomes isolés. L'atome représente donc un modèle essentiellement théorique. Bien que ce modèle ne soit plus aujourd'hui remis en cause, il a beaucoup évolué au cours du temps pour répondre aux exigences des nouvelles théories physiques et correspondre aux différentes expérimentations effectuées. Isotope Un isotope d'une espèce atomique constitue une entité matérielle caractérisée par : le symbole de son élément, le nombre Z qui représente aussi le numéro atomique ; le nombre de masse A qui représente la masse relative de l'isotope, A = Z + N. Un isotope possède des propriétés nucléaires spécifiques. Les propriétés chimiques des divers isotopes ne diffèrent pas entre elles pour les atomes suffisamment lourds. Molécule Une molécule constitue un assemblage précis d'atomes, domaine défini et structuré dans l'espace et le temps par des liaisons chimiques fortes. Une molécule polyatomique se comporte essentiellement comme une entité aux propriétés propres, une individualité chimique radicalement différente des atomes qui composent son architecture. Si les molécules monoatomiques ou les petites molécules polyatomiques sont électriquement neutres, les molécules plus grandes ou complexes n'obéissent pas systématiquement à ce critère. Liaison chimique La liaison chimique impliquant la présence d'électrons liés à un ou plusieurs noyaux explique la réalité moléculaire. Plus précisément, elle assure la stabilité des molécules et, dans le cas d'un assemblage complexe, la cohésion liante de chaque atome entre eux mettant en jeu par échange ou partage un ou plusieurs électrons dans les liaisons covalentes. Cela se réalise par la mise en commun d'électrons collectifs à un vaste réseau d'atomes dans la liaison métallique ou initiant par de fortes dissymétries locales de charges, des forces électrostatiques. Corps pur Un corps pur incarne un corps généralement macroscopique constitué au niveau moléculaire d'une seule espèce chimique. Sa composition chimique, son organisation sous forme de gaz, liquide, solide amorphe ou réseaux cristallins, et ses propriétés physiques, par exemple les constantes physiques correspondant aux transitions de premier ordre comme la température de fusion, d'ébullition, peuvent être définies. En particulier, l'analyse chimique distingue les corps simples, dont l'espèce chimique est constituée d'atomes de mêmes éléments, des corps composés, dont l'espèce chimique est constituée d'atomes d'éléments différents. Composé chimique Un composé chimique désigne l'espèce chimique d'un corps composé. Un corps pur est caractérisé par sa formule chimique, écriture symbolique plus ou moins complexe et détaillée, de sa composition chimique. La masse molaire d'un corps pur correspond à la masse d'un nombre d'Avogadro () d'ensembles correspondants à sa formule brute. Cela concerne la molécule pour les composés moléculaires, les ions constituants les solides ioniques, l'atome dans le cas des gaz rares ainsi que dans celui des métaux et des solides covalents. Ion Un ion représente un atome qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons. Il s'agit d'un cation simple lorsque son cortège électronique a été privé d'un ou plusieurs électrons, il est chargé positivement. Il constitue un anion simple lorsque son cortège électronique s'en trouve excédentaire, il est alors chargé négativement. Les anions ou cations formés à partir de molécules polyatomiques sont appelés ions complexes. Complexe Les complexes sont des édifices formés par un élément central et des ligands. L'élément central, souvent un ion métallique avec un complexe pouvant être chargé. L'étude des complexes métalliques relève de la chimie organométallique ou de la chimie de coordination suivant la nature de l'atome lié au métal (respectivement, un carbone, ou un autre atome). Les complexes revêtent une grande importance en chimie des solutions, en catalyse et en chimie bioinorganique. Quantité de matière et mole Dans les conditions habituelles au laboratoire, le nombre d'entités chimiques participant à une réaction est très élevé : pour une masse de l'ordre de la dizaine de grammes de matière, Il se rapproche de 10. Les chimistes utilisent communément une unité numérique, la mole, qui est représentée par la lettre minuscule « n ». La grandeur associée à la mole constitue la quantité de matière. Une mole d'une entité chimique précise implique l'égalité du nombre de ses particules au nombre d'Avogadro . Ce dernier nombre est défini par convention comme le nombre d'atomes de carbone présents dans de C, c'est-à-dire un atome de carbone contenant six neutrons et six protons. La masse molaire M d'un corps pur moléculaire correspond à la masse d'une mole de molécules de celui-ci et s'exprime en grammes par mole (g•mol). La connaissance de la formule chimique et des masses molaires atomiques permet le calcul de la masse molaire moléculaire. Une mole de gaz parfait occupe dans les conditions normales de température et de pression ( ou , ). Réaction chimique Une réaction chimique constitue la transformation d’une ou de plusieurs espèces chimiques en d'autres espèces chimiques. Elle implique l'apparition ou la disparition d'au moins une liaison chimique ou un échange d'électron. La réaction qui possède des caractéristiques thermiques nécessite ou fait apparaître différentes formes d’énergie en rapport avec l'énergie de liaison chimique. Solution et émulsion Une solution se présente par un mélange homogène formé par un solvant en proportion majoritaire et d'un ou plusieurs solutés dans une phase homogène. Les réactions chimiques ont souvent lieu en solution. La solubilité représente la capacité d'un corps à entrer en solution dans un milieu donné. Par exemple, un sel cristallin comme le chlorure de sodium NaCl ou sel de cuisine possède une limite de solubilité dans l'eau : d'eau à et à . Cela signifie qu'à partir de cette teneur limite, le sel précipite ou se dépose sous forme solide. Il y a alors de séparation de phase. La miscibilité constitue la capacité d'un corps à se mélanger avec un autre en formant une seule phase. Le gaz ammoniac se mélange facilement à température ambiante avec l'eau liquide formant l'ammoniaque, d'eau froide saturée d'ammoniac peut contenir de . Les gaz principaux de l'air, dioxygène et diazote, sont aussi solubles en certaines proportions dans l'eau liquide. d'eau liquide à peut contenir au maximum du premier en solution et du second. Une émulsion se décrit comme une dispersion d'une phase liquide à l'état de gouttelettes microscopiques ou sub-microscopiques, dans une autre phase liquide non miscible. Une suspension constitue une dispersion d'une phase solide finement divisée au sein d'une autre phase liquide englobante. La stabilité d'une suspension ou d'une émulsion nécessite que les fines gouttelettes ou les grains en suspension soient stabilisés par des molécules amphiphiles qui se placent à l'interphase. Ainsi, aucune coalescence des gouttelettes ni d'agglomérations de particules solides ne persiste. Comme le précise le chimiste et gastronome moléculaire, Hervé This, l'immense majorité des systèmes culinaires ne constituent pas des émulsions, mais des dispersions colloïdales plus ou moins complexes. L'art, à l'origine souvent empirique, de fabriquer des dispersions colloïdales a fourni des applications en pharmaceutique comme en cuisine, par exemple pour la préparation de chocolats et glaces, de sauces ou de mayonnaises. Oxydoréduction et électrochimie Une réaction d'oxydoréduction constitue un échange d’électrons entre différentes espèces chimiques. L'espèce qui capte les électrons est appelée « oxydant » ; celle qui les cède, « réducteur ». Acide et base Les réactions acides-bases en solution sont basées aussi sur des couples d'espèces chimiques. L'acidité et la basicité peuvent être calculées ou mesurées par la concentration des espèces chimiques en solution, qui prend une forme acide ou basique. Svante Arrhenius a mis en évidence dans les solutions aqueuses l'échange de protons entre les composés chimiques, la concentration en ion hydronium ( ou ) indique l'acidité du milieu comme la concentration en ion hydroxyde () la basicité. Une extension de la modalité de classification à d'autres milieux solvants a été conduite par le chimiste américain Gilbert Newton Lewis. Synthèse chimique Une synthèse chimique se décrit comme un enchaînement de réactions chimiques mis en œuvre de façon volontaire par un chimiste pour l'obtention d'un ou de plusieurs produits, parfois avec isolation de composés intermédiaires. Réaliser la synthèse d’un composé chimique, permet d'obtenir ce composé à partir d’autres composés chimiques grâce à des réactions chimiques. La planification de l'enchaînement des réactions afin de maximiser l'efficacité de la synthèse (nombre d'étapes, rendement, simplicité des réactions, considérations toxicologiques et environnementales) se nomme la stratégie de synthèse. La chimie organique représente principalement une chimie de synthèse, on parle alors de synthèse organique. Des aspects synthétiques importants se retrouvent également en chimie inorganique et en chimie des polymères. Chimie des polymères Les polymères constituent de grandes molécules ou macromolécules dont un grand nombre des plus communs est formé par la réaction en chaîne de petites molécules appelées monomères. Ces polymères de synthèse industrielle, dont la structure est fondée sur la répétition d'un motif organique, parfois linéaire, ramifié ou greffé, en réseau ou interpénétré Concernant les polymères formés par polyaddition de monomères organiques dont le site réactif constitue justement la double liaison carbone-carbone, le grand squelette plus ou moins souple formé d'atomes de carbone qui est décrit par ses configurations et longueur(s) de chaîne moyenne(s) influence les propriétés observées. Citons parmi ces polymères organiques, les polyéthylènes, les polypropylènes, les polystyrènes, les polyisoprènes, les polybutadiènes, les PVC et les polyacryliques. D'autres sortes de réactions de polymérisations existent, comme les polycondensations à l'origine des polyesters, polyamides, polycarbonates, polyuréthanes. Sans compter aussi des polymères à motifs minéraux, comme les silicones ou les polysulfures. L'existence des macromolécules ou polymères naturels avait été pressentie par le pionnier Hermann Staudinger en 1910. Elles peuvent être à motif de glucose ou sucre chimique comme la cellulose ou l'amidon, à motif d'acides aminés comme les protéines et ADN. La chimie macromoléculaire née dans les années 1930 a constitué un domaine continûment innovateur, même au cours des dernières décennies. Lois chimiques La chimie, science expérimentale et descriptive, prenant un essor remarquable à l'époque industrielle tout en acceptant la modélisation physique et le langage mathématique là où ils semblaient pertinents, a découvert ou ouvert la voie à nombreuses lois physico-chimiques. Lois de structure Règles de l'octet, de Hund, de Klechkowski et de Pauli qui avec d'autres règles sur la stabilité du nuage électronique permettent de prévoir la configuration électronique des atomes. Théorie VSEPR ou qui permet de prévoir la géométrie des molécules. Lois de cinétique et de thermodynamique Loi d'Arrhenius qui relie la constante de vitesse d'une réaction à l'énergie d'activation et à la température. Loi de Hess qui permet de déterminer les enthalpies de réaction à partir des enthalpies standards de formation. Loi de Henry et loi de Raoult qui permettent de déterminer la solubilité d'un gaz dans un liquide ou la pression de vapeur d'une solution idéale. Loi de Guldberg et Waage qui permet de définir l'équilibre thermodynamique d'un système réactionnel. Loi expérimentale de van 't Hoff qui permet de prévoir le sens d'un déplacement d'équilibre en fonction de la température. Lois de conservation Principe de conservation de la masse illustré par la célèbre phrase d'Antoine Lavoisier : Loi de Soddy qui illustre la conservation du nombre de charges. Lois de spectroscopie Loi de Beer-Lambert qui relie l'absorbance d'un élément en solution à sa concentration. Loi de Kasha qui décrit dans le modèle quantique la phosphorescence et la fluorescence. Lois d'électrochimie Loi de Nernst qui relie la tension d'équilibre d'une électrode au potentiel standard du couple redox mis en jeu. Loi de Kohlrausch qui permet de mesurer des conductivités de solution. Loi limitée de Debye-Hückel qui permet de déterminer des coefficients d'activité. Lois de chimie organique Règle de Markovnikov et de Zaïtsev qui permettent de prévoir la régiosélectivité d'une réaction. Lois de l'équilibre chimique Principe de Le Chatelier stipulant qu'un équilibre chimique se déplace dans le sens opposé à une perturbation de cet équilibre. Méthode Chimie expérimentale L'aspect expérimental reste central en chimie, ceci aussi bien du point de vue historique que pour la pratique actuelle de cette science ainsi que de son enseignement. Les activités en chimie expérimentale peuvent se résumer essentiellement en quatre fonctions dont les contours exacts dépendent du contexte dans lequel elles sont réalisées (enseignement, recherche, industrie dans un certain domaine spécifique de la chimie) : extraire, c'est-à-dire séparer sélectivement un ou plusieurs composés d'un mélange sur la base de leurs propriétés chimiques ou physiques ; purifier, c'est-à-dire isoler une substance sélectionnée des autres composés d'un mélange, considérés comme impuretés. L'extraction et la purification sont apparentées ; synthétiser, c'est-à-dire mettre en œuvre un ensemble de réactions chimiques en vue d'obtenir un ou plusieurs produits ; analyser, c'est-à-dire reconnaître et caractériser des substances connues ou inconnues. Recherche scientifique Institutions ou associations nationales et sociétés professionnelles Prix Médaille Davy, décernée par la Royal Society depuis 1877 Prix Nobel de chimie, décerné par l'Académie royale des sciences de Suède depuis 1901 Prix Hudson, décerné par l'American Chemical Society depuis 1946 Médaille Leverhulme, décernée par la Royal Society depuis 1960 Prix de science macromoléculaire et de génie, décerné par l'Institut de chimie du Canada depuis 1971 Prix Wolf de chimie, décerné par la fondation Wolf en Israël depuis 1978 Médaille Lavoisier, décernée par la Société chimique de France Enseignement Le laboratoire, souvent le meilleur endroit de formation à cette science expérimentale, nécessite des moyens coûteux, une lourde surveillance et une organisation souvent disproportionnée pour un usage souvent trivial. France La chimie est introduite dès le Cycle 3 primaire (CE2, CM1, CM2) dans le cadre de l'enseignement des Sciences expérimentales et Technologies (B.O. 2011). Ces premières notions (par exemple unités de mesure, mélanges, solutions, les différents états de la matière et les changements d'états...) sont introduites dans le cadre d'activités essentiellement expérimentales et de résolution de problèmes concrets, issus pour la plupart de la vie quotidienne, en lien avec les autres matières de la formation (Sciences de la Vie et de la Terre, Physique, Technologie, Informatique...). Ici le but n'est pas forcément l'accumulation de connaissances, mais plutôt l'initiation à la résolution de problèmes et l'éveil de la curiosité de l'élève, celui-ci étant en général confronté à une situation concrète, en autonomie, à partir de supports variés (manuels, expériences menées en classe ou à la maison, documents audio-vidéo, logiciels, animations interactives...). Le choix des expériences réalisées est laissé à la discrétion de l'enseignant, ainsi que le contenu exact des séquences. La chimie est ensuite enseignée au collège en même temps que la physique dès la sixième à raison d'une heure et demie en moyenne, par semaine, et indépendamment des autres matières scientifiques et techniques (Sciences de la Vie et de la Terre et Technologie). Ensuite, au lycée, les élèves commencent par trois heures et demie de physique-chimie par semaine, dont une heure et demie de travaux pratiques en seconde. La poursuite de l'enseignement de la physique-chimie dépend du choix d'orientation des élèves : pour la filière générale : le choix d'une spécialité physique-chimie permet d'obtenir un enseignement de 4h par semaine dont 2h de TP, ensuite, si l'élève continue la spécialité, il passera à 6h de physique-chimie par semaine dont 2h de TP. Par ailleurs, tous les élèves de première et seconde suivent un enseignement scientifique de 2h par semaine dont 1h de TP qui est partagé en deux avec d'un côté le physique-chimie et de l'autre la SVT (donc 1h d'enseignement scientifique physique chimie et 1h d'enseignement scientifique SVT par semaine). Pour la filière technologique, les élèves ont un enseignement de chimie en STI2D, STD2A, STL, ST2S et STAV Enfin, la chimie peut être étudiée après le baccalauréat en CPGE scientifique, notamment en PCSI puis poursuivre en PC, en UFR de chimie ou de sciences (université), en IUT de chimie (université) ou en école de chimie. De nombreuses écoles d'ingénieurs dans le domaine de la chimie sont regroupées au sein de la fédération Gay-Lussac. Québec En 2009 au Québec, les cours de chimie et de physique constituent des options que peut prendre l'élève de cinquième secondaire. Cela pousse plus loin le cours de « sciences et technologie » qu'il a été obligé de suivre durant les dernières années de son secondaire. En temps normal, pour être admis dans les cours de chimie et de physique de cinquième secondaire, les élèves doivent avoir suivi avec succès le cours de « sciences et technologie de l'environnement » en quatrième secondaire. Les options de chimie et de physique servent comme critère d'admission dans plusieurs programmes du cégep comme les cours de sciences pures et appliquées, de sciences de la nature et de sciences de la santé. Suisse En 2009 en Suisse, la chimie est enseignée au gymnase dès la dixième année de scolarité. Les universités de Bâle, de Genève, de Berne, de Fribourg et de Zurich forment des chimistes et les écoles polytechniques, comme l'École polytechnique fédérale de Lausanne, des ingénieurs chimistes et des chimistes. Industrie L'industrie chimique se développe continûment à la fin du Siècle des Lumières. Si la métallurgie n'est pas oubliée, le progrès reste partout observable. Le fer-blanc devient un produit commun entre 1770 et 1780. Après 1780, en plus des métaux, elle mêle des fabrications millénaires à des innovations récentes. Ces fabrications constituent les acides et la « soude », l'ammoniac, le dichlore et les chlorures décolorants, le phosphore et ses dérivés, les savons et acides gras, le dihydrogène, l'« éther », l'éthylène, l'alcool de vin, l'acide acétique. À tout cela s'ajoute surtout de nombreux sels et une multitude de dérivés organiques et minéraux préparés ou recueillis dans un cadre traditionnel. Elle prend un essor prodigieux au et participe pleinement aux fortes mutations de la révolution industrielle. Le gaz d'éclairage, produit de la distillation de la houille ou charbon gras, lance l'immense essor de la carbochimie. La découverte de métaux, leurs préparations au laboratoire, puis au stade industriel, comme l'aluminium et les métaux alcalins et alcalino-terreux, témoignent de la vigueur de la science très proche de l'industrie. En 1981, usines et laboratoires fabriquent déjà dans le monde plus de composés, mettant en œuvre des centaines de réactions chimiques types. Chercheurs et institutions savantes décrivent et référencent les procédés, réactions et molécules. En 2011 substances différentes sont commercialisées au niveau de la Communauté économique européenne, dont en quantités supérieures à et en quantités comprises entre 1 et . L'ère industrielle a vu la production mondiale de substances chimiques passer d'un million de tonnes en 1930 à de tonnes en 2009. L'industrie chimique représente une part importante de l'activité économique des grands pays industriels au . Dans les années 1970, elle intéresse au sens large la moitié du capital industriel mondial. La variété du matériel et des technologies qu'elle utilise reste incroyablement vaste, comme l'indique une visite au pas de course des exposants pendant les jours de l'Achema à Francfort. Parmi les applications de la chimie, citons les secteurs suivants : métallurgie : métallurgie qui transforme les minerais en métaux et en alliages, fonderies métalliques ; métallurgie de spécialités, silicium, matériaux semi-conducteurs ; aimants, conducteurs et matériaux pour turbines ; électrochimie : piles, batteries, électrochimie appliquée ; traitement de surface, galvanoplastie ; matériaux : plâtre, chaux, ciments et mortiers ; matériaux réfractaires et technologie des fours ; verres, argiles et céramiques, faïences et porcelaine ; pigments et charges minérales, émaillerie ; industrie du bois papier et cellulose, couchage du papier ; raffinage du sucre ; chimie organique : acides gras, corps gras et savons ; chimie des substances naturelles, chimie médicale et pharmaceutique ; parfums, huiles essentielles, produits cosmétiques ; engrais, chimie agricole, explosifs ; ligneux, bois, charbons et pétroles, combustibles, mais aussi matières premières pour la carbochimie et la pétrochimie. Ci-dessous, souvent présente en tout ou partie : lubrifiants, graisses, produits à propriétés tribologiques ; colorants, intermédiaires de réactions photochimiques ; macromolécules, polymères, plastiques (matériaux thermoplastiques et thermodurcissables) ; peinture, vernis : traitement de fibres textiles, apprêt et teinture ; détergents, agents de surface, produits décapants ou de nettoiement, adoucissants des eaux ; produits phytosanitaires, insecticides, herbicides ; médicaments, antibiotiques. Cette industrie peut se scinder en deux grands types : la synthèse de produits organiques à partir du pétrole par exemple, celle de l'acide acétique, du méthanol, d'oléfines comme l'éthylène, le propylène ; la chimie minérale avec les gaz industriels, les acides et les bases, les sels L'ampleur de la production chimique caractérise la « chimie lourde » ou avec ses procédés automatisés et ses énormes masses traitées ou extraites. La chimie fine se limite à des quantités restreintes de composés, souvent à haute valeur ajoutée pour la pharmacie, la parfumerie et la cosmétique ainsi que dans de nombreux domaines ciblés de haute technologie ou nanomatériaux. La chimie a permis d'accéder à de nouveaux matériaux, métaux, plastiques, ou céramiques qui trouvent des applications importantes dans notre vie la plus quotidienne. Les progrès chimiques ont permis de synthétiser directement certains médicaments au lieu de les extraire des plantes. Aspects et conséquences sociaux La chimie œuvre partout dans la nature, les corps vivants, les choses de la vie quotidienne sans que l'observateur attentif et disposant de puissants multiplicateurs sensoriels puisse correctement l'imaginer ou le modéliser. Un chimiste représente dès l'origine un expert des bilans matière et énergie et il sait intuitivement qu'il devrait prendre en compte tous les milieux et les acteurs microbiologiques, végétaux, animaux et humains. Lui en laisse-t-on les moyens ? Impact social Citons quelques applications. D'abord la mesure. L'analyse précise de solutions diluées dans un solvant, contenant des molécules solubles plus ou moins complexes, constitue le fruit de longues mises au point analytiques, aujourd'hui très vite réalisées et banales, comme en chimie des solutions aqueuses. Pensons aux analyses banalisées de l'eau du robinet reconnue potable ou des eaux minérales du commerce. Les (bio)chimistes spécialistes des eaux présente un rôle de surveillance des eaux naturelles et de leurs qualités ou toxicités éventuelles. Le recours à la désinfection chimique de l'eau du robinet avant consommation pourrait être modéré en réalisant des progrès substantiels. En fin d'usage, la maîtrise des procédés chimiques et biologiques permet le traitement des eaux usées dans les stations d'épuration. Ensuite l'usage. La chimie la plus simple peut commencer avec la fabrication et l'usage du sel, nécessaire à l'alimentation et capital pour les vieux procédés de conservation des aliments. Aujourd'hui, les produits de l'industrie agroalimentaire ont recours à une gamme plus variée de conservateurs, agents de conservation ou agents nutritifs, additifs alimentaires comme les colorants, les arômes artificiels et les édulcorants. Des emballages alimentaires à la préservation des récoltes, une connaissance raisonnée des matériaux et des aliments permet d'éviter le gaspillage et les déperditions tout en préservant les qualités et propriétés nutritionnelles des futurs aliments. Suivant l'usage, certains emballages sont biodégradables et, à l'aide du tri sélectif après utilisation, ils sont transformés et revalorisés grâce à des procédés chimiques de recyclage ou une combustion ultime qui permet de ne pas gaspiller l'énergie qu'ils recèlent. L'agriculture a subi une mutation technologique et elle est devenue fortement dépendante d'intrants chimiques. Certainement que l'utilisation à grande échelle d'engrais chimiques, l'usage irraisonné de pesticides et d'insecticides dans des monocultures de plus en plus sensibles ou fragiles peut constituer une impasse désastreuse à long terme pour les sols. L'écologie des terres et la santé des animaux et des hommes qui y vivent ou vivront, ainsi que les tenants de l'agriculture biologique le postulent dans l'immédiat. Si l'on donne à un homme un couteau, il peut découper finement un jambon de façon à le partager avec ses amis, ou encore égorger sauvagement ses voisins perçus en ennemis. L'utilisation des technologies chimiques recèle des bienfaits potentiels ou de terribles dangers selon les usages ou les objectifs. Elle échappe autant aux chimistes qu'à l'honnête homme de la rue. Par exemple, un chimiste organicien considère comme une absurdité de brûler de l'essence dans un moteur à combustion. Pour lui cette matière de choix permet de réaliser d'autres molécules chimiques à usage varié qui, alors seulement au terme de leur usage, pourraient être décomposées et brûlées. Le gain sur une courte échelle de temps d'une famille de produits chimiques, parfois peu sophistiqués et à utilisation massive, permet d'obtenir des profits évidents. Ainsi s'obtiennent des récoltes plus abondantes en enrichissant les sols pauvres et en éliminant les insectes nuisibles, les champignons parasites, les mauvaises herbes et la faune associée. Mais qu'advient-il à longue échéance ? Après avoir provoqué l'éradication de multiples espèces d'oiseaux, l'affaiblissement des hyménoptères butineurs, la prise de conscience générale des dommages causés à l'environnement devient vitale. Les sociétés agrochimiques produisent alors de nouveaux produits plus efficaces ou plus ciblés qui peuvent soit respecter mieux l'environnement soit entraîner d'autres catastrophes parfois plus pernicieuses alors que la course au profit immédiat implique de minorer toute information alarmiste. La chimie explique sommairement la formation du bois et des textiles naturels ou permet la synthèse de larges gammes de matières et de types de matériaux. Parmi eux se trouvent fibres synthétiques (comme le nylon, le Lycra et la fibre PET pour fabriquer des polaires), mobilier en matière plastique Dans le domaine de la construction, la chimie a beaucoup évolué en contribuant aussi à la fabrication de matériaux, d'isolants performants, de peintures ou de vernis, de mastics, de produits d'entretien et d'ameublement. Les désagréments causés par les produits des premières générations ont été très lentement corrigés, puis les générations suivantes apportent d'autres inconvénients. Un nombre important d'applications chimiques ont trouvé ou trouvent encore des débouchés et usages commerciaux profitables, alors qu'une connaissance approfondie et précise des méfaits de leurs emplois ou mésusages fait défaut tant aux utilisateurs qu'au public. La chimie toxicologique constitue une parente pauvre. Alors que les grands groupes pétrochimiques se sont vantés dans les années 1970 d'apporter une sécurité écologique, les molécules que leurs activités ont permis de confectionner ne sont véritablement connues du toxicologue qu'à 1 %. Le progrès, plus visible depuis longtemps, représente un bouleversement, un gain éhonté pour certains, une menace vitale pour les moins favorisés. Cependant, comment essayer de maîtriser et de juguler le danger sans faire confiance à la collégialité de différents chimistes, renforcées au besoin d'équipes expertes de mathématiciens, physiciens, de biologistes, et à leurs éthiques de vérité scientifique ? Santé et environnement La découverte et la synthèse de médicaments qui contribuent à l'augmentation de l'espérance de vie enregistrée depuis la fin de la révolution industrielle dans les pays développés sont aussi à l'actif des techniques de la chimie. Mais la médicalisation massive d'une population entraîne d'irréductibles problèmes de pollutions, car les molécules ou leurs produits sommaires de dégradations se retrouvent dans les eaux usées. Dans le domaine « Santé-environnement », la chimie constitue une source de problème par certains polluants qu'elle crée ou contribue à diffuser dans l'environnement, en particulier les produits chimiques toxiques ou écotoxiques dont les CMR « cancérogènes, mutagènes et reprotoxiques ». Certains produits tels que médicaments, pesticides, catalyseurs ou leurs résidus perdus dans l'environnement ou présents dans l'alimentation peuvent ensuite poser des problèmes d'environnement ou de santé, en particulier avec les perturbateurs endocriniens. Les substances chimiques incarneraient « au premier rang des accusés » la chute de la qualité des spermatozoïdes (réduite de 50 % depuis 1950) et des maladies liées à l'appareil génital à travers les perturbateurs endocriniens. Le 25 novembre 2008, le gouvernement français (à travers l'IReSP, structure de recherche créée par l'INSERM et 20 partenaires) et l'Afsset ont organisé un colloque sur le thème : « Environnement chimique, reproduction et développement de l'enfant. » Les principales matières incriminées sont les phtalates et le bisphénol A, deux additifs présents dans les matières plastiques. Risques et réglementation Au niveau international, la convention de Rotterdam, administrée par l'ONU (PNUD, FAO) a été adoptée par 165 pays en 1998 pour mieux assurer la santé des personnes et de l’environnement contre des dommages éventuels induits par le commerce de produits chimiques. De nombreuses législations concernent les produits chimiques et leurs résidus, qui varient selon les pays. Des bases de données et guides sur le risque chimique existent, donc en France. Dans la culture Littérature La représentation littéraire des chimistes dans de nombreuses œuvres constitue une grande différente de la réalité. Ils sont considérés comme des savants venus d'ailleurs qui vivent hors du temps. Les chimistes sont parfois présents alors en demi-sorcier, image issue de l'ancien alchimiste, qui joue avec des forces obscures qu'il ne maîtrise pas afin de rivaliser avec la nature. La chimie est souvent associée avec l'occulte alors qu'elle représente une science reconnue. On trouve un personnage chimiste dans L'Œuvre au noir de Marguerite Yourcenar. Toutefois, il faut soustraire à ce tableau Le Système périodique de Primo Levi. Cet ouvrage littéraire italien sur le thème de la chimie comporte vingt et un chapitres qui, chacun séparément, illustrent un élément du tableau de Mendeleïev. Ces parties descriptives qui ont été conçues avec le support spatial du tableau périodique et l'art du chimiste relatent au besoin la vie professionnelle de l'écrivain. Par ailleurs chimiste spécialiste de peinture et directeur du laboratoire d'une petite unité de production à Turin, des anecdotes ou rencontres autobiographiques ou de courtes nouvelles complémentaires inventées, judicieusement choisies. Culture populaire Les chimistes apparaissent souvent en personnages caricaturaux de la littérature, de la bande dessinée et surtout du cinéma, à l'image du professeur Tournesol. Dans un registre comique, alliant de façon classique la chimie et l'amour, on trouve : le film Docteur Jerry et Mister Love avec Jerry Lewis (1963), et Jean Lefebvre jouant le rôle d'Eugène Ballanchon dans Le Fou du labo 4 de Jacques Besnard (1967). Séries télévisées La chimie est présentée, de façon plus ou moins plausible, dans plusieurs séries télévisées comme ressort scénaristique pour tirer le protagoniste de situation délicate en fabricant des gaz toxiques, des batteries ou des bombes artisanales. Cet usage peut être du bricolage improvisé comme dans MacGyver ou prémédité par un chimiste expert comme dans Breaking Bad. Notes et références Voir aussi Articles connexes Bibliographie Ouvrage niveau collège Introduction à la chimie. Ludovic Miseur, La chimie.net, cours et outils didactiques de chimie. Pince, Robert, et Dorothée. Jost. Copain des sciences: le guide des scientifiques en herbe. Toulouse: Milan, 2018. Première introduction aux sciences. Paris: Larousse, 2019. La grande encyclopédie visuelle des sciences. Les yeux de la découverte. Paris: Gallimard jeunesse, 2021. Ouvrage niveau lycée Curchod, Basile, Jérôme Gonthier, Pascal Miéville, et Julie Risse. Introduction à la chimie. Le Mont-sur-Lausanne: LEP, Loisirs et pédagogie, 2011. Bourqui, Fabien, et Peter Landolt. Chimie: notions fondamentales SII. Lausanne: LEP, Loisirs et pédagogie, 2010. Ouvrage niveau premier cycle universitaire Arnaud, Paul, Béatrice George, Fabrice Mutelet, Isabelle Ziegler, Françoise Rouquerol, Gilberte Chambaud, et Roland Lissillour. Chimie générale: les cours de Paul Arnaud. 9e édition. Paris: Dunod, 2023. Bauduin, Jean-Michel, Thierry Bars, Mélanie Cousin, Yves Josse, Frédéric Legrand, Josiane Manasses, et Hélène Micheline Marie Michel. Physique-Chimie MPSI. Malakoff: Dunod, 2017. Une science expérimentale Enseignement général, initiation ou formation à quelques spécialités de la chimie Peter William Atkins, Chimie Physique, Technique et documentation, Lavoisier et Vuibert, Paris, 1983, 1274 (Traduction par Gilberte Chambaud de , , Oxford University Press, 1982. 1, 616 et 2, 658 ) Odile Dessaux, Pierre Goudmand, Françoise Langrand, Thermodynamique statistique chimique, , Dunod Bordas, 1982, 154 Préface de Guy Pannetier Bruce H. Mahan, Chimie, InterEdition, Paris, 1977, 832 (Traduction de , , Addison-Wesley Publishing Company, Massachusetts, 1969 ) C.S.G. Philipps, R.J.P. Williams, Chimie minérale, Dunod Université 1971. (Traduction par V. 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source: wikipedia

text: Le , ou CPAN, est un site Web consacré au langage de programmation Perl. CPAN désigne également un module Perl servant à accéder à ce site. Son nom vient du , ou CTAN, son homologue consacré à TeX. CPAN, l'archive CPAN est un sigle pour Comprehensive Perl Archive Network (réseau complet d'archives Perl). Il s'agit d'une archive dense de logiciels, de bibliothèques de fonctions utilitaires écrits en langage Perl, voire dans d'autres langages (mais néanmoins accessibles en Perl), et de documentation concernant ce langage. On la trouve sur Internet en suivant l'URL http://www.cpan.org/ ou ses nombreux serveurs miroirs à travers le monde. L'archive CPAN a été mise en ligne en octobre 1995. Les logiciels et bibliothèques de fonctions sont suivis et testés par une communauté active, ce qui donne à Perl un nombre de domaines d'applications très important. Il est largement recommandé de faire usage de ce site dès qu'on cherche à mettre en œuvre une fonctionnalité en Perl, en recherchant au préalable sur http://search.cpan.org si quelqu'un n'a pas déjà réalisé un tel module. Statistiques Nombre de lignes du code source mis à disposition dans CPAN : 15,4 millions de lignes en juillet 2004, soit l'équivalent en volume d'instructions de la distribution Linux Red Hat 6.2 (mais essentiellement en Perl au lieu d'être majoritairement en C). CPAN, le module CPAN est également le nom d'un module Perl qui rend aisés le téléchargement, l'installation, la mise à jour et la maintenance des autres modules Perl qui sont archivés sur le CPAN. Il prévoit de nombreux protocoles pour le téléchargement, l'utilisation de proxies/pare-feux ; et réalise la vérification des dépendances entre modules, en téléchargeant/installant automatiquement les modules nécessaires si l'utilisateur l'a choisi. Pour des raisons de performance, certains modules contiennent du code en C et nécessitent la présence d'un compilateur C comme gcc pour être installés par CPAN. Voir aussi JSAN CTAN CRAN Liens externes Site officiel en anglais MetaCPAN Le metaCPAN, un outil de recherche Développement logiciel Perl Serveur de bibliothèques logicielles


text: Le catholicisme est la religion des chrétiens reconnaissant l’autorité du pape et des évêques en communion avec lui, notamment pour l’établissement de leur doctrine, sa transmission et l’organisation de leur culte. L’Église catholique considère que tout baptisé dans l’Église catholique est catholique, mais elle ne définit pas de critères d’appartenance. Avec 1,36 milliard de catholiques sur Terre, elle est la première Église chrétienne dans le monde, le christianisme étant également la religion majoritaire au niveau mondial. L'adjectif « catholique » renvoie au symbole de Nicée et est interprété par l'Église catholique comme signifiant « se situer dans la continuité d’une tradition bimillénaire de recherche d'unité et d’universalité ». Dans le catholicisme la vie chrétienne est marquée par les sacrements : le baptême, la confirmation, l’Eucharistie, la réconciliation, le mariage, l'onction des malades, et, pour les diacres, les prêtres et les évêques, l'ordination. Le catholicisme peut être vécu selon divers états de vie et dans une grande diversité de courants et d’organisations qui font tous partie de l’Église catholique. La grande majorité des catholiques font partie de l’Église latine, mais l’Église catholique comprend également 23 Églises catholiques orientales qui ont, entre autres particularités, le droit d’ordonner prêtres des hommes mariés. Historiquement, l’usage du terme « catholicisme » remonte au pour marquer la différence avec les confessions protestantes au sein de l’Occident chrétien, mais par anachronisme, l’historiographie catholique utilise ce terme pour désigner le christianisme nicéen du premier millénaire organisé en pentarchie, ce qui, conformément à la doctrine de la foi catholique, fait apparaître l’Église de Rome comme seule continuatrice directe de l’église primitive. Selon l’Annuaire pontifical 2021, on dénombrait 1,345 milliard de baptisés dans l'Église catholique à la fin 2019, ce qui représente une augmentation de de catholiques par rapport à fin 2012. En effet, fin 2012, il y avait 1,228 milliard de baptisés dans cette Église. Entre fin 2012 et fin 2013, le nombre de catholiques a donc augmenté de 2,12 %. La croissance du nombre de catholiques a tendance à s'accélérer depuis environ . Entre 2005 et 2019, la croissance des catholiques a été de 20,6 %, soit une augmentation de . Ces baptisés ont des pratiques, des convictions et des engagements religieux extrêmement variables : . Le catholicisme est présent aujourd'hui dans presque tous les pays du monde, principalement en Europe, en Amérique et en Afrique subsaharienne, beaucoup moins en Asie et dans le monde arabo-musulman. Il enregistre un déclin dans les pays occidentaux et une forte progression en Afrique et en Asie. La croissance du nombre de catholiques dans le monde est légèrement supérieure à celle de la population mondiale. En 1978, le monde comptait environ 18 % de catholiques contre 17 % en 2004, 17,5 % en 2012 et 17,7 % en 2019. Les termes « catholique » et « catholicisme » Étymologie L'adjectif « catholique » vient du grec καθολικός (katholikos), qui signifie « universel ». Dès les premiers siècles de notre ère, ce mot apparaît chez différents auteurs chrétiens, qui l'emploient pour clarifier ce qu'est une communauté locale en communion avec l’« Église universelle » face à l'émergence de diverses sectes chrétiennes aux christologies spécifiques. Ainsi, au début du , Ignace d'Antioche dénonce les divisions entre chrétiens : . Quelques décennies plus tard, Tertullien s'oppose aux dissidences des christianismes hétérodoxes de Marcion ou aux gnostiques, inaugurant la littérature chrétienne dans la langue latine, qui ne dispose cependant pas encore du vocabulaire ajusté pour rendre l'expression grecque de καθολικὴ ἐκκλησία (katholikê ekklêsia). Dans la littérature latine, le grec καθολικός n'est pas traduit par son équivalent latin, universalis, mais se trouve directement translittéré en catholicus. Le mot acquiert une extrême importance dès qu'il est intégré dans le symbole de Nicée, qui déclare : . En latin, la carrière sémantique du terme catholicus reste déterminée par le fait qu'il est créé pour qualifier spécifiquement l'Église. En français, le terme « catholique » apparaît sous la forme catoliche au puis sous la forme catolicque au début du chez des auteurs comme Philippe de Mézières. Évolution du sens après la Réforme Lors de la Réforme protestante, le christianisme connaît des débats doctrinaux d'où émerge une pluralité confessionnelle. Des traités polémiques publiés vers 1570, notamment ceux de Philippe de Marnix, font que l'adjectif « catholique » identifie désormais une confession chrétienne parmi d'autres. Le substantif « catholicisme », lui, apparaît à la fin du dans un livre du polémiste catholique Pierre Charron publié en 1595. Le Dictionnaire historique de la langue française signale un emploi du terme remontant à 1598, à la suite de la naissance des confessions protestantes, pour désigner la religion des chrétiens en communion avec le pape et les évêques. C'est alors un synonyme rare de « catholicité », au sens de « conforme à la doctrine catholique ». Ambiguïtés Cependant, le terme « catholicité » renvoie aussi à l'universalité de l'Église et de la foi nonobstant la diversité des confessions chrétiennes ; en ce sens, la catholicité est a-confessionnelle. Au contraire, le terme « catholicisme » renvoie à la pluralité confessionnelle en désignant une de ces confessions. Le paradoxe est que « catholique » signifie « universel », tandis que ce terme et ses dérivés commencent à être appliqués à cette réalité lorsque son universalité commence à être contestée. Cet usage ne s'impose cependant pas sans difficulté parmi les catholiques. Le cardinal Jacques du Perron, qui répondait aux arguments du roi Jacques d'Angleterre selon lequel l'Église anglicane était catholique tandis que celle de Rome ne l'était pas, estimait que le nom de « catholique » ne pouvait pas être celui d'une religion particulière : Selon Michel Despland, . Le mot « catholicisme » ne devient courant qu'à la suite de son usage durant la Révolution française pour désigner l'Église catholique. Par la suite, les catholiques finiront par considérer assez largement qu'ils ont une religion parmi d'autres. Le terme de « catholicisme » est donc utilisé tant par les « catholiques » qui se sont construit une identité confessionnelle sous ce nom, que par ceux qui ont besoin d'un mot pour les désigner de l'extérieur. Le catholicisme est donc paradoxalement la confession de ceux qui considèrent (ou devraient considérer) qu'être catholique implique de ne pas faire partie de la pluralité des confessions. Le mot « catholicisme » peut aussi désigner la façon que l'on a de comprendre la doctrine catholique ou l'exposé systématique de la foi catholique. C'est en ce sens que le terme est employé comme titre d'un essai d'Henri de Lubac, ou bien comme titre du dictionnaire encyclopédique Catholicisme. L'Église catholique L'usage commun est de considérer l'Église catholique ou le catholicisme comme une confession, mais les textes de l'institution concernée ne donnent guère d'éléments qui permettraient d'affirmer qu'elle a telle ou telle désignation officielle. Dans les textes des évêques ou du pape, le terme le plus courant est celui d'« Église », sans autre précision : le mot « Église » n'y vise pas seulement une institution mais aussi un objet de foi. Dans la « communication tous publics » (revues, sites internet des diocèses, livres...), lorsqu'il n'est pas tout simplement question de l'« Église », c'est l'expression « Église catholique » qui est généralement employée. Les textes officiels du Saint-Siège utilisent, selon le contexte, l'expression « Église catholique » ou bien parlent de « l'Église » tout court. Sur le rapport entre Église et Église catholique, la constitution conciliaire Lumen Gentium indique que : . L'expression « Église catholique » apparaît aussi dans les documents liés au dialogue interreligieux, notamment dans Nostra Ætate, la déclaration du concile Vatican II sur les rapports du catholicisme avec les autres religions, ainsi que dans Unitatis Redintegratio, un décret de Paul VI sur l'œcuménisme. Il en va de même pour l'intitulé du Catéchisme de l'Église catholique. Dans le Code de droit canonique de 1983, 20 canons utilisent l'expression « Église catholique ». Théologie et doctrine L’Église catholique professe que Dieu se révèle par le témoignage donné par la personne de Jésus-Christ : et par l'inspiration du Saint-Esprit : . La double source de la foi L’accès à cette révélation dépend d'une double source : les Écritures et la Tradition : « l'une et l'autre doivent être reçues et vénérées avec égal sentiment d'amour et de respect ». L'ensemble que forment les Écritures et la Tradition se nomme le « dépôt de la foi ». Le concile Vatican II réaffirme que la Tradition explique les Écritures. Les deux aspects sont intimement liés : Les Écritures Les Écritures saintes du catholicisme comprennent plusieurs textes répartis en deux parties. Le livre de la Première Alliance (l'Ancien Testament) réunit des textes religieux juifs antérieurs à Jésus de Nazareth ; soit la Bible hébraïque. Pour le catholicisme, les « Écritures » de la Bible, en tant que parole humaine inspirée divinement, expriment la « Parole de Dieu ». Le livre de la Nouvelle Alliance (le Nouveau Testament) réunit 27 textes : les quatre Évangiles, les Épîtres, les Actes des Apôtres et l'Apocalypse, rédigés postérieurement à la vie de Jésus-Christ. Ces deux livres ou testaments constituent la Bible chrétienne. La Tradition La Tradition selon l'Église catholique comprend : la tradition proprement apostolique qui remonte aux apôtres contemporains de Jésus-Christ ; la tradition ecclésiastique ou interprétative qui jouit du privilège de l'infaillibilité ; les enseignements des Pères et docteurs de l’Église ; le Magistère de l'Église (conciles œcuméniques, pontifes romains) qui bénéficie lui aussi du charisme de l'infaillibilité quand il se prononce d'une manière définitive en matière de foi ou de principes moraux ; la liturgie (lex orandi, lex credendi). Le dogme ou le symbole de la foi Les professions de foi ont un rôle non seulement doctrinal mais aussi mystique et liturgique. Par elles, les catholiques expriment leur confiance (foi) en Dieu et réaffirment les grands « mystères » de la foi chrétienne : la Trinité : un Dieu unique en trois personnes distinctes ; l’Incarnation : Jésus, vrai Dieu et vrai homme, né de Marie ; la Rédemption : Jésus apporte le salut par sa mort sur la croix et sa résurrection. L’adhésion à ces textes est une condition nécessaire pour faire partie de l’Église catholique. Non seulement ils sont étudiés (dans le Catéchisme de l'Église catholique) mais ils sont aussi repris par les catholiques lors de leur baptême et de leur confirmation et redits à chaque messe. Vie chrétienne Dans le catholicisme, la vie chrétienne est marquée par les sacrements, eux-mêmes indissociables de la liturgie : le baptême, la confirmation, l'Eucharistie, la réconciliation, le mariage, l'onction des malades, et pour les diacres, les prêtres et les évêques, l'ordination. Le catholicisme peut être vécu selon divers état de vie : laïc, consacré, ordonné, et dans une grande diversité de courants et d'organisations. Pour nombre de catholiques, le principal lieu de vie chrétienne est la paroisse ; celle-ci étant une portion du territoire d'un diocèse. Il existe au sein des paroisses de nombreuses associations ou mouvements établis de façon plus ou moins formelle. Certains de ces mouvements sont internationaux tels que Caritas Internationalis, les mouvements d'action catholique, les équipes Saint-Vincent, etc. Récemment, se sont développées les communautés nouvelles. Des centaines d'ordres religieux jouent un rôle important comptant de quelques dizaines de membres à plusieurs milliers. L'enseignement catholique, grâce à ses nombreuses écoles et universités tenues par des laïcs ou des religieux, fait partie des aspects les plus visibles du catholicisme actuel. Relations avec les autres religions Concernant ses relations avec le judaïsme, l'Église catholique est revenue sur certaines positions. Celles des premiers siècles liées au supersessionisme ne sont plus de mise. Rome a pensé qu'un renouvellement théologique était nécessaire dans ce domaine. Celui-ci est en cours depuis l'après-guerre et le concile Vatican II notamment avec la déclaration Nostra Ætate de 1965 sur les relations avec les autres religions. Entamée au cours des années 1990, la repentance de l'Église catholique a conduit à la publication de documents officiels comme cette réflexion sur l'antijudaïsme, voire l'antisémitisme, qui ont marqué une partie de son histoire : . La diversité du catholicisme Sens et portée du concile Vatican II Au lendemain du concile Vatican II, deux courants de contestation opposés se mettent en place. Dès la fin des années 1960, le débat s'engage sur la notion de « crise de l'Église ». Alors qu'un courant traditionaliste refuse les conclusions du concile, un courant « réformateur » et « progressiste » estime au contraire que sa mise en œuvre reste insuffisante. Tension entre « tradition » et « modernité » Mouvements en faveur de la tradition La Fraternité Saint-Pie-X est fondée en 1970 par l'archevêque français Marcel Lefebvre, qui s'oppose à ce qu'il considère comme les idées de l'Église. Pour perpétuer sa vision de la tradition, en désaccord avec le concile Vatican II, il consacre quatre évêques en 1988 sans mandat pontifical. Il est ainsi excommunié par Jean-Paul II pour avoir procédé à ces consécrations illicites. La Fraternité célèbre exclusivement la messe tridentine, et ne promeut pas la liberté religieuse, l'œcuménisme ou encore le dialogue avec les autres religions. En 2009, le pape Benoît XVI lève l'excommunication des évêques de cette communauté. Ce geste a été suivi par des conversations visant à régulariser la situation de la Fraternité. Un accord est envisagé entre Rome et la Fraternité pour donner à cette dernière un statut canonique de prélature personnelle, à l'image de ce que connaît l'Opus Dei. La Fraternité Saint-Pierre est un groupe catholique traditionaliste constitué par une partie de membres de la Fraternité Saint-Pie-X qui ont rejoint le Saint-Siège en 1988. Un autre groupe, l'Institut du Bon-Pasteur, a pour fondateur l'abbé Philippe Laguérie, qui est également un ancien prêtre de la Fraternité Saint-Pie-X. L'Institut du Christ-Roi Souverain Prêtre, société de vie apostolique en forme canoniale, célèbre la messe tridentine selon le motu proprio Summorum Pontificum. Mouvements en faveur de réformes Catholicisme et société Catholicisme social Les catholiques interviennent en matière sociale. Cette question a fait l'objet d'une synthèse systématique et exhaustive en 2004, sous la forme d'un Compendium de la doctrine sociale de l'Église, rédigé par le cardinal Martino, président du Conseil pontifical Justice et Paix. Théologie de la libération Dans le mouvement de la Théologie de la libération, les catholiques progressistes s'éloignent d'un catholicisme conservateur, au profit d'une voie dans laquelle l’action politique apparaît comme une exigence de l'engagement religieux dans la lutte contre la pauvreté. Théorisé à partir de 1972 par Gustavo Gutiérrez Merino, ce mouvement prône la libération des peuples et entend renouer avec la tradition chrétienne de la solidarité. Ce courant latino-américain, essentiellement composé de dominicains et de jésuites, est accusé par ses détracteurs d'être d'inspiration marxiste et ses théologiens sont souvent en délicatesse avec le Dicastère pour la Doctrine de la Foi (ex-Congrégation pour la doctrine de la foi), à l'instar de Jon Sobrino. Mouvements charismatiques C'est en 1967 qu'apparaît aux États-Unis le Renouveau charismatique catholique, inspiré par les mouvements pentecôtistes américains. Des communautés sont nées, appelées « charismatiques » parce qu'elles revendiquent « le don accordé par Dieu à une ou plusieurs personnes, comme un don de guérison, de « parler en langues ». Des familles, des célibataires, prêtres et laïcs consacrés en font partie. Jean-Paul II a reconnu ce mouvement nouveau au sein de l'Église notamment dans l'exhortation apostolique Christifideles Laïci. Nouvelle évangélisation La nouvelle évangélisation est l'une des priorités de l'Église depuis le pontificat de Jean-Paul II, qui a instauré le concept de « nouvelle évangélisation » ou « réévangélisation ». Elle se différencie de l'évangélisation traditionnelle du fait de ses modalités mais également par le public qu'elle veut atteindre : les pays de vieille tradition chrétienne, c'est-à-dire principalement l'Europe et l'Amérique. Un Conseil pontifical pour la promotion de la nouvelle évangélisation fut créé en 2010 par Benoît XVI. Diversités géographiques et culturelles Le catholicisme dans le monde Graphique : estimations par continent, exprimées en millions de catholiques, de 1978 à 2004. Le catholicisme comme objet d'étude Le catholicisme est une religion, ce qui, en sociologie, peut être appréhendé comme un « ensemble de pratiques et de croyances ». Cependant, les études sociologiques ou des sciences des religions sur le catholicisme restent très rares, pour ainsi dire inexistantes si l'on compare avec ce qui se fait pour d'autres religions. En 2012, dans Catholicisme en tensions, Danièle Hervieu-Léger déplore que . Elle propose aussi une explication à ce manque d'intérêt : . Par contraste avec la sociologie, il existe de très nombreuses études historiques, littéraires, théologiques ou philosophiques sur le catholicisme ou l'Église catholique. Si, jusque dans les années 1980, il ne semblait guère douteux que l'on puisse décrire objectivement et scientifiquement une religion comme un objet qui s'offre tel quel à l'observation et aux mesures, il n'en va plus de même aujourd'hui. L'impossibilité qu'ont les chercheurs de s'accorder sur ce qu'est une religion, comme celle de décrire de façon exhaustive ce que serait le système de pensée d'une religion, ont été maintes fois relevées. Ces difficultés théoriques ont entraîné davantage de circonspection quant à la possibilité de définir ce que serait essentiellement le catholicisme. Des études mettent ainsi davantage l'accent sur la diversité du phénomène que l'on tente d'appréhender sous ce nom, tandis que pour ce qui est de la description du catholicisme comme d'une doctrine ou d'un système de pensée, on insiste sur le fait que l'on peut sans doute identifier des « accentuations », caractéristiques ou « éléments constitutifs » de la pensée catholique, mais sans décrire more geometrico un « système catholique » en sa totalité. Notes et références Voir aussi Bibliographie Articles connexes Liens externes Site officiel du Vatican. Documenta Catholica Omnia, recueil de sources.