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ailleurs, deux autres axes de recherche fondamentale apparaissent:
la chimie des colloïdes et la photochimie. Le développement de
ces divers domaines est généralement associé à celui de la chimie
physique.
Les nouvelles théories atomiques
Après les théories de Dalton et de Berzelius, les expériences
et les observations de Pierre Louis Dulong et Petit sur la chaleur
spécifique des éléments, ainsi que celles de Mitscherlich sur
l'isomorphisme, il a fallu revenir aux hypothèses d'Avogadro et à
une plus juste définition de l'atome. Cannizzaro a laissé une
définition de l'atome toujours d'actualité: il s'agit de la plus petite
quantité d'un élément qui est toujours entière dans la constitution
de ses propres molécules et de celles de ses composés. La
nouvelle image de la structure réelle des atomes obtenue par les
physiciens résout le vieux problème de l'affinité chimique et
explique la relation entre les composés polaires et non polaires. En
1902, le chimiste britannique Ernest Rutherford suppose que, à la
suite de désintégrations, les éléments radioactifs peuvent produire
de nouveaux éléments. Selon lui, l'atome est constitué d'un noyau
de charge positive et d'électrons de charge négative, disposés sur
des orbites concentriques, les charges positives étant aussi
nombreuses que les charges négatives.
Après avoir appliqué les lois de l'électrodynamique, le
physicien danois Niels Bohr conclut que, durant son mouvement
autour du noyau atomique, l'électron devrait irradier continuelle-
ment de l'énergie, ce qui devrait entraîner une diminution du rayon
de l'orbite, au point que l'électron atteindrait finalement le noyau.
Ainsi, Bohr suppose – en contradiction avec les lois de l'électrody-
namique – que l'électron, dans son parcours sur une orbite donnée,
n'émet ni n'absorbe d'énergie. Dans son modèle, l'atome présente
des couches, chacune correspondant à une énergie particulière.
Toutefois, si à la suite d'une excitation externe, l'électron passe
d'une couche à une autre plus proche du noyau, l'atome émet de
l'énergie; dans le cas contraire, il y a absorption d'énergie. Celle-ci
est émise ou absorbée de façon discontinue, c'est-à-dire par unités
discrètes ou quanta. Ainsi, on ne peut appliquer les lois de
l'électrodynamique aux particules subatomiques, mais seulement
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celles de la mécanique quantique, théorie fondée par le physicien
allemand Max Planck.
La biochimie
Le XX
e
siècle est marqué par l'avènement de la biochimie.
Celle-ci a d'abord pour objet l'analyse des liquides corporels; puis
des méthodes d’investigation sont rapidement mises au point pour
déterminer la nature et la fonction des composants les plus
complexes de la cellule et de l'organisme. Parallèlement, en ce
début de XX
e
siècle apparaît la génétique, étude de la transmission
des caractères physiques, biochimiques et comportementaux des
parents à leur descendance. En quelques décennies, la génétique
aboutit à l'élucidation du code génétique et de la fonction du gène,
puis à l'avènement du génie génétique.
En biotechnologie, des instruments d'analyse élaborés ont
rendu possible la promotion d'un effort international pour
séquencer le génome humain.
La science des matériaux
La science des matériaux, combinaison interdisciplinaire de
la physique, de la chimie et de l'ingénierie, pilote la conception et
l'élaboration des matériaux, étudie leur structure et leurs propriétés
(électriques, magnétiques, mécaniques, thermiques). Au cours du
XX
e
siècle, cette science connaît des progrès considérables, en
particulier au niveau des procédés d'élaboration des matériaux. De
nouvelles techniques sont mises au point, comme le frittage (qui
permet la synthèse des céramiques, composés aux propriétés
remarquables) ou l'hypertrempe (qui conduit à la préparation de
matériaux amorphes, c'est-à-dire dont la structure est semblable à
celle des verres). On élabore également des verres métalliques –
matériaux dont la structure est intermédiaire entre celle des verres
et celle des métaux – et des verres fluorés, pour des applications
spécifiques.
La recherche sur les macromolécules s'amorce à la fin de la
Première Guerre mondiale. À cette époque sont déjà synthétisés
de nombreuses matières plastiques, des résines, des élastomères et
des matériaux composites. Des progrès considérables sont
ailleurs, deux autres axes de recherche fondamentale apparaissent: celles de la mécanique quantique, théorie fondée par le physicien la chimie des colloïdes et la photochimie. Le développement de allemand Max Planck. ces divers domaines est généralement associé à celui de la chimie physique. La biochimie Les nouvelles théories atomiques Le XXe siècle est marqué par l'avènement de la biochimie. Celle-ci a d'abord pour objet l'analyse des liquides corporels; puis Après les théories de Dalton et de Berzelius, les expériences des méthodes d’investigation sont rapidement mises au point pour et les observations de Pierre Louis Dulong et Petit sur la chaleur déterminer la nature et la fonction des composants les plus spécifique des éléments, ainsi que celles de Mitscherlich sur complexes de la cellule et de l'organisme. Parallèlement, en ce l'isomorphisme, il a fallu revenir aux hypothèses d'Avogadro et à début de XXe siècle apparaît la génétique, étude de la transmission une plus juste définition de l'atome. Cannizzaro a laissé une des caractères physiques, biochimiques et comportementaux des définition de l'atome toujours d'actualité: il s'agit de la plus petite parents à leur descendance. En quelques décennies, la génétique quantité d'un élément qui est toujours entière dans la constitution aboutit à l'élucidation du code génétique et de la fonction du gène, de ses propres molécules et de celles de ses composés. La puis à l'avènement du génie génétique. nouvelle image de la structure réelle des atomes obtenue par les En biotechnologie, des instruments d'analyse élaborés ont physiciens résout le vieux problème de l'affinité chimique et rendu possible la promotion d'un effort international pour explique la relation entre les composés polaires et non polaires. En séquencer le génome humain. 1902, le chimiste britannique Ernest Rutherford suppose que, à la suite de désintégrations, les éléments radioactifs peuvent produire La science des matériaux de nouveaux éléments. Selon lui, l'atome est constitué d'un noyau de charge positive et d'électrons de charge négative, disposés sur La science des matériaux, combinaison interdisciplinaire de des orbites concentriques, les charges positives étant aussi la physique, de la chimie et de l'ingénierie, pilote la conception et nombreuses que les charges négatives. l'élaboration des matériaux, étudie leur structure et leurs propriétés Après avoir appliqué les lois de l'électrodynamique, le (électriques, magnétiques, mécaniques, thermiques). Au cours du physicien danois Niels Bohr conclut que, durant son mouvement XXe siècle, cette science connaît des progrès considérables, en autour du noyau atomique, l'électron devrait irradier continuelle- particulier au niveau des procédés d'élaboration des matériaux. De ment de l'énergie, ce qui devrait entraîner une diminution du rayon nouvelles techniques sont mises au point, comme le frittage (qui de l'orbite, au point que l'électron atteindrait finalement le noyau. permet la synthèse des céramiques, composés aux propriétés Ainsi, Bohr suppose – en contradiction avec les lois de l'électrody- remarquables) ou l'hypertrempe (qui conduit à la préparation de namique – que l'électron, dans son parcours sur une orbite donnée, matériaux amorphes, c'est-à-dire dont la structure est semblable à n'émet ni n'absorbe d'énergie. Dans son modèle, l'atome présente celle des verres). On élabore également des verres métalliques – des couches, chacune correspondant à une énergie particulière. matériaux dont la structure est intermédiaire entre celle des verres Toutefois, si à la suite d'une excitation externe, l'électron passe et celle des métaux – et des verres fluorés, pour des applications d'une couche à une autre plus proche du noyau, l'atome émet de spécifiques. l'énergie; dans le cas contraire, il y a absorption d'énergie. Celle-ci La recherche sur les macromolécules s'amorce à la fin de la est émise ou absorbée de façon discontinue, c'est-à-dire par unités Première Guerre mondiale. À cette époque sont déjà synthétisés discrètes ou quanta. Ainsi, on ne peut appliquer les lois de de nombreuses matières plastiques, des résines, des élastomères et l'électrodynamique aux particules subatomiques, mais seulement des matériaux composites. Des progrès considérables sont 59 60
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