La chimie et le monde qui nous entoure

QUAND, enfant, vous regardiez votre mère confectionner un gâteau, vous rendiez-​vous compte qu’elle était “chimiste” ? Vous vous êtes régalé en mangeant le gâteau, mais saviez-​vous que le laboratoire complexe qu’est votre corps transformait ce mets en tissus organiques ?

Vous n’avez peut-être pas fait de la chimie votre carrière, mais aujourd’hui vous savez que sans processus chimiques la vie ne serait pas possible. Vous vous rendez compte aussi que de nombreux objets dont nous nous servons aujourd’hui n’existeraient pas si certains hommes ne s’étaient pas consacrés à la chimie.

Évidemment, les chimistes ne créent pas les lois qui régissent les réactions chimiques. Ils doivent se borner à se livrer à des études et à des expériences, et à se servir d’instruments comme le microscope pour essayer de comprendre ces lois et découvrir comment les appliquer afin d’obtenir certains résultats.

Quelques-uns des fruits de leurs recherches ont exercé une influence profonde sur notre vie, entre autres les explosifs, les carburants, les matières plastiques, le papier, l’acier, le verre, les détergents, les médicaments et quantité d’autres matières bien trop nombreuses pour les citer toutes. Ces matières ont modifié notre alimentation, notre travail, nos vêtements, nos habitations, nos moyens de locomotion, bref notre mode de vie tout entier.

Une science ancienne

Nous ignorons jusqu’à quel point les Égyptiens, les Babyloniens, les Assyriens et les Hébreux comprenaient la chimie. Le récit biblique révèle toutefois qu’avant l’époque de ces anciennes civilisations, même avant le déluge universel d’il y a 4 300 ans, les hommes connaissaient la sidérurgie qui utilise les processus chimiques (Gen. 4:22). Plus tard, Job, qui vivait avant qu’Israël ne devînt une nation, déclara : “Le fer se tire de la poussière, et la pierre se fond pour produire l’airain.” (Job 28:2). Le roi Salomon faisait couler des objets en airain (I Rois 7:46, 47). D’autres industries également, telles que la fabrication du vin, des teintures et de l’encre, exigent des connaissances en chimie. De plus, les anciens faisaient usage de médicaments et embaumaient les morts.

La théorie atomique

Aux temps modernes, on a réalisé des progrès très rapides en chimie grâce à la théorie atomique concernant la structure de la matière (entrevue déjà par les Grecs de l’Antiquité). En fait, les chimistes ont joué un rôle important dans l’élaboration de cette théorie.

Selon elle, les atomes sont composés de trois particules : le proton, le neutron et l’électron. Les divers éléments sont constitués par des liaisons de ces particules en nombres variés. Un élément est une substance qui ne peut être décomposée en substances plus simples par des procédés chimiques ordinaires. Par conséquent, pour la chimie, les éléments ou corps simples sont les “matériaux de construction” fondamentaux. Après l’atome, l’unité suivante est la molécule qui peut consister en un ou plusieurs atomes. Ensuite viennent les corps composés, faits de l’union de deux ou de plusieurs éléments.

Il existe 92 éléments que l’on trouve à l’état naturel. L’hydrogène, un gaz, en est le plus léger, et le platine le plus lourd. D’autres éléments ont été fabriqués artificiellement, si bien que le nombre total connu à l’heure actuelle dépasse la centaine. L’élément le plus abondant dans l’écorce du globe terrestre et dans ses eaux, et qui est indispensable à la vie animale et végétale, est l’oxygène. Sous le rapport du volume, l’oxygène constitue environ 20 pour cent de l’air.

La plupart des éléments ont une affinité pour d’autres éléments. Très peu d’entre eux sont inertes ou inactifs. Le nombre de combinaisons d’atomes possibles est presque illimité et c’est par ces liaisons que sont formées toutes les substances qui existent. Les molécules les plus complexes se trouvent dans les organismes vivants. Depuis quelque temps les hommes de science portent surtout leur attention sur les énormes molécules de diverses protéines consistant en des centaines d’atomes disposés de façon complexe. Aussi énormes que soient ces molécules, on ne peut les “voir” qu’à l’aide d’un microscope.

Les lois de la chimie sont pour le bien de l’homme

Malgré leur nombre extrêmement élevé, les liaisons chimiques sont caractérisées par une grande stabilité. C’est pourquoi les tables de nombres atomiques et de poids atomiques établies d’après des études minutieuses des éléments, sont dignes de foi et très utiles aux chimistes. Certaines des lois qui président aux réactions chimiques sont très complexes, et pourtant, lorsqu’on les comprend, on constate qu’elles régissent toute la matière avec un ordre remarquable.

Les éléments se combinent parfois pour produire des composés ayant des propriétés très différentes de celles des éléments constituants. Un exemple de ce phénomène est le sel, qui est composé de chlore et de sodium, deux substances toxiques. L’eau, un liquide formé de gaz — deux atomes d’hydrogène et un d’oxygène — possède des caractéristiques qui influent sur notre vie et notre bien-être de plusieurs manières. Par exemple, les molécules de l’eau sous sa forme liquide sont plus compactes que celles de la glace, l’eau sous sa forme solide. C’est à cause de cette caractéristique peu commune que la glace flotte. Autrement elle tomberait au fond des lacs et ceux-ci finiraient par être complètement gelés de façon permanente.

Nous pouvons également être heureux que l’eau garde la chaleur plus que n’importe quel autre liquide. C’est pour cette raison, en grande partie, qu’à proximité des grandes masses d’eau le climat est tempéré. En outre, aucun autre liquide ne peut rivaliser avec l’eau comme dissolvant.

L’oxygène est un élément très actif qui se combine facilement avec quantité d’autres éléments. C’est pourquoi il purifie l’air et l’eau très efficacement, car il oxyde et rend ainsi inoffensives nombre de substances toxiques.

La chimie résoudra-​t-​elle les problèmes de l’humanité ?

À cause du rôle important qu’elle joue dans notre vie, la chimie constitue une étude passionnante et rend possible la création de quantité d’objets très utiles à l’homme. Les chimistes ont appris beaucoup de choses, mais en réalité ils n’ont fait qu’effleurer cette science étendue. Ils ne savent pas encore exactement comment un brin d’herbe pousse et ne comprennent pas pleinement la photosynthèse, au moyen de laquelle les plantes fabriquent de la nourriture pour toutes les formes de vie animale. Aucun chimiste n’est encore arrivé à égaler le travail d’une seule cellule du corps humain, laquelle est capable d’accomplir simultanément une ou deux mille réactions chimiques.

Les réalisations de la chimie ont ouvert à l’homme des possibilités merveilleuses, mais l’ignorance de leurs effets à long terme ainsi que leur abus ont posé beaucoup de problèmes. L’invention des matières plastiques, des détergents, des drogues et des moyens chimiques de destruction a contribué à conduire l’humanité à une crise grave. Sans conteste, de même que d’autres branches de la science, la chimie a démontré que l’homme est incapable de créer un monde de paix et de sécurité où il pourrait jouir de la santé et de la vie dans toute leur plénitude.