Je devais des explications à des gens concernant le théorie sur l'existence d'un gigantesque équation qui prouverait - sans pouvoir la résoudre - l'existence d'un destin immuable. Autan en faire profiter tout le monde.
Après ça j'irai repêcher mes vieux texte de bio des pops qui prouvaient que j'était un anarchiste potentiellement terroriste.
Mais d'abord, de la structure des choses.
1 - Structure de l'atome 
Je suppose que tout le monde sait que la matière est constituée d'atomes ? Ca me rassurerait. J'espère que tout le monde connait la représentation classique de l'atome : un gros noyau, lourd et chargé positivement, et des électrons qui tournent autour, façon système solaire, chargé négativement (représentation de Bohr).
Les profs s'acharnent à le répéter : cette représentation est fausse. Mais elle est simple, et permet de s'imaginer la chose.
Les électrons (négatifs) tournent autour du noyaux selon des orbites complètement biscornues, et jamais stable. Une représentation fonctionnelle d'un atome indique les probabilités qu'un électron se trouve à tel endroit autour du noyau à un moment donné :
Le dessin montre les orbitales atomiques probable pour un atome d'hydrogène (le plus simple) : En blans les probas maximum, en noir les mini. Il faut aussi savoir que cette représentation (de Schrodinger si je dis pas de conneries, comme le chat, parce qu'il a fait des tas de découvertes sur le côté infime de la matière), sur cette représentation donc, le noyau est minuscule, au centre, plus qu'un pixel à l'échelle (beaucoup plus).
C'est un peu chaud à expliquer et à comprendre je pense (chaton, à l'aide
). Mais un gros : un noyau, positif, assez lourd. Et un nuage d'électrons autour, négatifs, qui vont trèèèès vite dans tous les sens, mais selon un schéma, des zones définies par les charges de chaque éléments. Les contraires s'attirent, les identiques se repoussent : la présence de chaque électron est déterminée par la présence des autres éléments chargés de l'ensemble ( électron attiré par le noyau, repoussé par les autres électrons).
Toute l'électronique, l'électricité, les réactions chimiques sont basés sur les mouvements de ces électrons
2 - Des éléments 
Attardons nous sur le noyau : il contient 2 éléments, les protons et les neutrons. Les protons sont le pendant positifs des électrons, plus lourd par contre. Ce sont eux qui donnent la charge au noyau. Les neutrons sont... neutres. Et lourds. Donnent la grosse partie de sa masse au noyau.
A l'état stable idéal, un atome a un nombre d'électrons égal au nombre de protons du noyau : la charge globale est alors neutre, l'ensemble stable et n'emmerde personne. Précision : vu la distance entre nuage et noyau, il faut savoir que le volume d'un atome est composé en écrasante majorité... de vide. L'histoire du gruyère et des trous.
Mais la vie est ainsi faite que des fois, la structure de la chose et l'organisation du nuage en couche (les trucs rouges de tout à l'heure) vont faire que l'atome va avoir tendance à chipper des électrons, ou à vouloir s'en débarasser. Pourquoi ?
Un histoire de niveau d'énergie. L'énergie, c'est le mouvement. L'état de base recherché par tout corps en mouvement, c'est l'équilibre - l'absence de mouvement, la compensation des forces. Lâche un objet : il tombe jusqu'à ne plus bouger. Regarde un feu : il brûle jusqu'à s'éteindre. Ce concept de tout-va-à-l'immobile, c'est l'entropie (abus de langage, mais je simplifie : c'est beaucoup plus compliqué). Si les électrons bougent, c'est qu'ils sont repoussés et attirés sans cesse. L'organisation en couches d'énergie est la forme naturelle de stabilisation, l'état dans lequel les électrons sont les plus flemmards, les moins agités. Stables.
Introduciiiing... The tableau of Mendeleiev !
(edit relecture : des tas de choses à dire et savoir sur ce tableau, je développe sur demande, mais pas ici)
Recense la totalité des entités chimiques et physiques composé basiquement d'un noyau et d'un nuage électronique, sous leur forme neutre : autant de protons au noyau que d'électrons au nuage. Le tableau les classe par nombre de proton (chiffre en bas à gauche des cases) et par couches d'énergies potentielles (chiffres des lignes à gauche, et chiffres romains des colonnes). Je ne m'étend pas : c'est logique, mais long, chiant, et pas frais dans ma mémoire.
L'hydrogène, le plus simple des atomes (1 proton), est mis à part tellement il est particulier.
Le nombre de proton défini donc à quelle "matière", quel élément chimique on a à faire. Les neutrons et électrons, par contre, peuvent varier.
3 - Isotopes 
Un élément chimique donné a, dans son état de base, un nombre donné de neutrons. Sous certaines conditions (pression sous-terraine, chaleur (donc énergie donc déstabilisation), champ électromagnétique...), la matière acquièrt des neutrons en plus : elle devient plus lourde, même si chargée identiquement et a en gros les même propriétés habituelles mais différentes. Je ne m'y étend pas, je m'y connait peu. On citera
l'eau lourde, ou le cas de
l'uranium.
Certains isotopes existent dans la nature, d'autres recquièrent de telles conditions physique que seul l'homme a été foutu de les réunir.
Mais osef des isotopes, kwa !
4 - Les ions 
Les électrons peuvent donc varier aussi. Cette histoire de couches d'énergie fait que certains éléments se retrouvent stable (niveau couches d'énergie) en perdant ou gagnants des électrons - un nombre variable selon les atomes. Si vous retournez au
tableau de Mendel (smon pote, j'l'appelle Mendel si je veux), les éléments les plus stable sont tout à droite, les jaunes, ceux dont le nombre d'électron tombe pile avec le remplissage d'une couche atomique. On les appelait les gaz rares, mais depuis qu'on en a trouvé plein dans l'espace, les gaz nobles. Leur stabilité fait qu'on en chie pour les faire réagir en général, et qu'il faut masse énergie pour le faire. Mais on y arrive, on rox, faut pas déconner.
Un ion, donc, c'est un atome qui va piquer ou refiler des électrons à un autre pour tenter d'imiter le nuage du gaz rare le plus proche. Prenons en un connu : l'oxygène. 8 protons, donc 8 électrons de base. Le gaz rare le plus proche, l'ami néon, en a 10 (pour creuser un peu, en 3 couches : une de 2, une autre de 2 et une de 6. L'oxygène est en 2 2 4). Si il trouve à s'en procurer, l'atome d'oxygène sera donc assez content de se choper 2 électrons pour compléter sa dernière couche. Il aura alors plus de charges négatives (2 fois la charge d'un électron), l'atome lui-même sera négatif. Mais ses électrons arriveront alors à se trouver des orbites (probabilistes, toujours, en forme de couches) plus stable, leur permettant de graviter en s'agitant moins, donc avec moins d'énergie. Et ça les arrange. Le nuages électronique change de forme (encore une piste à creuser mais qui embrouille encore plus)
Mais de part leur charge et le fait qu'il leur faut un provision d'électron, ils font ça rarement d'eux-même, mais ça tombe bien, on a toujours autre chose dans son entourage.
Des fois ça fait des ions qui cohabitent en se filant leurs électrons respectifs. Des fois ils se prêtent leurs électrons, les mettent en commun, et paf, ça fait...
5 - Des chocapics 
Pardon,
des molécules 
Reprenons notre coupain O, oxygène. Amenons, à tout hasard, H, le pote hydrogène.
Le gaz noble le plus proche de l'hydrogène... est à l'autre bout de la ligne, c'est l'hélium (2 protons, 2 électrons, une seule couche à 2). Il aime donc bien trouver un pote pour son électron solitaire. L'oxygène, on l'a vu, aime bien en avoir 2 de plus. Et puisqu'ils ne sont ni jaloux ni égoïstes, ben il peuvent se les prêter : deux atomes d'H viennent près d'un atome d'O, et les électrons de l'hydrogène va alors s'impliquer dans le nuage de l'oxygène, tout en restant dans le sillage de leurs atome d'origine. Ils sont alors liés, par ces électrons qui vont naviguer entre eux, et la stabilisation énergétique provoquée va alors leur donner tendance à rester dans cet état.
Ou presque, parce que ce serait trop simple, mais je vais pas rentrer là dedans. Le nuage éléctronique de la molécule (ensemble d'atome) sera un peu plus complexe.
Voilà une version simplifiée : en rouge O, en blanc H. H2O.
En fait, les électrons se mettent par paire, un de l'atome qui s'accroche, un de l'atome accroché, pour faire leur va et vient. Ces ptit gars sont toujours chargés négativement, je rappelle, et leurs mouvements sont soumis - dicté ! - par la position et la charge de chaque autre élément de la structure. Le gros noyau plein de proton de l'oxygène va attirer plus les électrons négatifs, mais à trop les attirer, ils se repoussent les un les autres. Et si un peu trop repoussé, rattrapé par le proton de l'hydrogène, etc. Les noyaux se repoussent entre eux, et vont trouver un point d'équilibre pour réduire la répulsion entre eux, en équilibre aussi avec la répulsion des charges négatives en transit (qui vont par 2, je le redit).
Mathématiquement, on arrive à ça :
Les points noirs sont les couples d'électrons, voyageant dans leur zones rouges (interchangeables, ça bouge vite et beaucoup). Les boules noires les zones de présences des protons (noyaux) des H, le noyau d'O étant au point de jonction des nuages d'électrons.
Si le dernier schéma vous semble naturel, logique, et que vous le comprenez sans avoir envie de dire
, alors j'a p't'être réussi la première aprtie de l'explication. Si non, j'me sui ptêtre gourré, j'ai aps été clair, je peux développer ou réexpliquer. Ou vous pouvez me corriger
La première conclusion de cette première partie est : dans une molécule, la position de chaque élément est
déterminée par les charges électriques en jeu, de l'élement lui-même et des élements l'entourant. Connaissant chaque charge et masse, chaque position de chaque élément et les lois mathématiques régissant leur mouvement on peut
théoriquement obtenir une équation nous donnant à chaque instant T la position de chaque élément.
Tout cela est à nuancer par la physique quantique, qui dit entre autre que les lois sont différentes à une échelle différente (et le
chat de Schrodinger nous montre à quel point la limite est floue) Mais cela dit j'en ignore la majorité, et je doute sincèrement que ça remette en cause les bases du raisonnement - ça en ajoute de la complexité, certes, mais une complexité
théoriquement mesurable, donc un effet
déterminé.
Le topic et l'explication suivante porteront donc de l'intégration des molécules dans les mécanismes chimiques, et si je ne me perd pas en route, de leur implication dans les phénomènes qui régissent les interactions entre composant d'une cellule vivante, et plus tard et par extension, d'un être vivant pluricellulaire, jusqu'à... la suite.
Un peu de suspens que diable !
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