Surtout du vide
Tout ce qui vous entoure est fait d'ATOMES, ou plutôt d'un nombre inimaginable d'atomes. Un seul cheveu humain mesure plusieurs centaines de milliers d'atomes de carbone de large. Pourtant, les atomes sont presque entièrement vides. Au centre se trouve un minuscule noyau fait de PROTONS et de NEUTRONS, et autour se déplacent les ÉLECTRONS, bien plus légers. Si un atome avait la taille d'un stade de football, son noyau aurait à peu près la taille d'un petit pois posé au rond central.
Personne ne le savait avant 1911. L'équipe d'Ernest Rutherford a bombardé de minuscules particules une feuille d'or plus fine que du papier. La plupart l'ont traversée tout droit, mais quelques-unes ont rebondi presque en arrière. Rutherford a dit que c'était comme si l'on avait tiré un énorme obus sur une feuille de papier de soie et qu'il était revenu vous frapper. La seule explication : presque toute la masse d'un atome est concentrée en un centre minuscule.
Des atomes qui changent de partenaire
Quand des atomes s'unissent par une LIAISON chimique, ils forment une MOLÉCULE. Une molécule d'eau est faite de deux atomes d'HYDROGÈNE liés à un atome d'OXYGÈNE : sa FORMULE est donc H2O. Dans une RÉACTION chimique, les liaisons se rompent et les atomes se réarrangent en nouvelles substances. La rouille est une réaction lente entre le fer, l'oxygène et l'eau ; la combustion en est une rapide, qui dégage chaleur et lumière.
Dans les années 1770, le chimiste français Antoine Lavoisier a pesé soigneusement des substances avant et après leur réaction, même dans des récipients fermés, et montré que rien ne disparaît : les atomes ne font que se réarranger. On résume souvent sa découverte par une phrase célèbre : « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. » Un CATALYSEUR accélère une réaction sans être consommé. Les enzymes de votre corps sont des catalyseurs, tout comme le pot catalytique d'une voiture, qui transforme des gaz nocifs en gaz moins nocifs.
Pourquoi les sodas perdent leurs bulles
Un GAZ peut se dissoudre dans un LIQUIDE comme le sucre dans le thé, et former une SOLUTION. Il s'en dissout davantage quand le liquide est froid et sous pression, et moins quand il est chaud : une boisson gazeuse oubliée au soleil perd ses bulles plus vite qu'une autre gardée au réfrigérateur. Les poissons en pâtissent aussi, car l'eau chaude contient moins d'oxygène dissous. Notre page sur les boissons raconte l'invention de l'eau gazeuse.
Un MÉLANGE, comme du sable remué dans de l'eau, peut être séparé par des moyens simples, alors qu'un COMPOSÉ, comme l'eau elle-même, a besoin d'une réaction chimique pour redevenir ses éléments. Le SOLIDE, le liquide et le gaz sont les trois états de la matière du quotidien.
Les éléments les plus courants
L'hydrogène est de loin l'ÉLÉMENT le plus courant de l'univers, avec environ les trois quarts de toute la matière ordinaire, car il s'est formé lors du Big Bang et alimente les étoiles. Sur Terre, l'oxygène est l'élément le plus courant dans les roches de la croûte, et il représente environ les deux tiers du poids de votre corps, surtout sous forme d'eau. Le CARBONE est à part, car il peut se lier à lui-même en longues chaînes et en anneaux, et il forme la charpente de tous les êtres vivants. Le diamant et le graphite d'un crayon sont tous deux du carbone pur, aux atomes simplement rangés autrement.
Un ACIDE et une BASE sont des contraires qui s'annulent, et le tableau PÉRIODIQUE range tous les éléments connus ; chacun a sa propre page. Deux de ces éléments, le polonium et le radium, ont été découverts à Paris en 1898 par Marie et Pierre Curie, et Marie Curie reste la seule personne récompensée par des prix Nobel dans deux sciences différentes. Au laboratoire, les chimistes mélangent les produits dans un BÉCHER ou une FIOLE, comme le montre notre page sur le matériel de labo.