#liaison covalente

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Cytosquelette :

Le cytosquelette est un réseau de filaments protéinés qui confère sa forme, l'organisation interne et son déplacement.

Les composants du cytosquelette sont renouvelés en permanence par polymérisation, le cytosquelette est à l'origine des déplacements de la cellule pour se nourrir ressemblant comme à des muscles.

Il permet aussi de les différencier entre cellule car leur structure est différent entre Eucaryotes et Procaryotes.

Les propriétés du cytosquelette varie en fonction des comportements et des situations.

Il y as plusieurs type de filaments :

Microtubules (MT)

Des fibres continuel du cytosquelette au même titre que les microfilaments d'actine et les filaments intermédiaire.

Leur longueur est considérablement variable étant donné la polymérisation et la dépolymérisation constante.

Il es ancré dans le centrosome et impliqué dans la mitose où le longueur variable joue un rôle.

Les microtubules son formés de dimères et de tubulines, chacun constitué de deux sous-unités, la tubuline a et la tubuline b liées par des liaisons non covalentes.

Les dimères s'assemble pour formé les protofilament qui constitue la paroi du microtubule dont l'intérieur semble vide.

Les dimères de tubuline et l'orientation est polarisé le long de chaque protofilament, un côté ne comportent que des tubuline b, et une autre de tubuline a.

Cet assemblage est toujours en action, elle polymerisent et depolymerisent constamment.

In vivo comme in vitro, on peut observer des effondrements rapides ou, au contraire, la stabilisation des microtubules.

Dimères

C'est une molécule de la famille des polymères qui ne comporte que deux sous-unités.

Par exemple le sucre : le saccharose est un dimère qui réunit le glucose et le fructose.

Un dimères sont deux molécule de structure similaires sont fortement rapproché mais sans formé de liaison chimique.

En biologie, c'est un complexe de protéines qui compose deux sous-unités, identiques pour un homodimère et différentes pour un heterodimère.

Les sous-unités n'ont pas besoin d'être liées de façon covalentes et ne le sont généralement pas.

Un dimères peut aussi être constitué de deux bases nucléiques sur un même brin reliées par une double liaison et inhibe les ADN polymérases.

La tubuline dirige la dynamique des microtubules, suivant sa concentration dans la cellule, elle va diriger la polymérisation ou la dépolymérisation.

Si la tubuline-GTP est concentré, les dimères a-b se polymérisent forment les protofilament. Puit il s'associent pour former le microtubule.

L'assemblage de protofilament peut conduire à l'obtention d'un flagelle.

Si la tubuline-GTP n'est pas assez concentré, les protofilament vont de dépolymérisé et se dégrader.

Les microtubules chez les eucaryotes on une structure cytosolique qui rayonnent appelée centrosome.

Les cellules végétales, possèdent une autre structure, non visible, appelée « centre organisateur des microtubules ».

Tubuline a

Tubuline b

La tubuline est une protéine structurales des microtubules, constituant majeur du cytosquelette.

Elle a une masse moléculaire d'environ 100 kDa.

La tubuline a et b sont en faite très semblable et ne diffère que de quelque acides aminés.

Elle est composée de 2 sous-unités non identiques :

La tubuline a : Elle as une masse moléculaire d'environ 50kDa et à un pHI de 5,3-5,8 et est liée au GTP.

La tubuline β : Elle as une masse moléculaire d'environ 50kDa et à un pHI de l'ordre de 5,3-5,6 et est liée au GTP, où elle à la capacité d'hydrolyser.

C'est l'état de cette sous-unité qui définit l'état « GTP » ou « GDP » de la tubuline.

Polymérisation :

Il y a trois phases dans la polymérisation des dimères de tubuline menant au microtubules :

Phase de nucléation :

Consiste à l'assemblage des hétérodimeres a et b de tubuline concomitant à l'hydrolyse de la GTP catalysée par la sous-unités b.

Elle constitue la base sur laquelle le microtubule croît.

Retard :

Pendant l'élongation le microtubule croît que l'hydrolyse du GTP est retardée par rapport au dimères de tubuline dans le microtubules.

In vitro, in Vivo :

In vitro, les dimères se lient au deux extrémités du microtubule bien qu'elle soit plus rapide à l'extrémité+.

In Vivo, l'extrémité - du microtubule est stabilisé pour être lié au centrosome.

La langueur de microtubules est constante alors que l'élongation et l'effondrement ont des vitesse égale.

Les microtubules sont susceptibles de s'effondrer totalement sur eux-mêmes, in vitro comme in vivo.

[unpeudephysique]

H2O, une molécule si particulière

La molécule d’eau a des propriétés très particulières sans lesquelles la vie n’existerait sans doute pas, du moins sous la forme qu’on lui connaît. Quelles sont ces propriétés « miracle » ?

Une température de fusion et une température d’ébullition raisonnables

L’eau reste à l’état liquide dans une plage de température relativement étendue : de 0°C à 100°C. Ce n’est pas le cas des autres composés les plus abondants dans l’Univers. La température de fusion de l’ammoniac (NH3) est de -77,7° C, sa température d’ébullition de -33,3° C. Pour le méthane (CH4) ces températures sont respectivement de -182,5° C et -161,5° C. Les plages correspondantes sont nettement plus étroites et les températures plus faibles. Or, une plage étendue garantit le maintien de l’eau à l’état liquide malgré de fortes amplitudes thermiques. Les océans jouant le rôle de régulateur thermique, c’est un facteur clef pour le développement de la vie. Une température d’ébullition trop basse pourrait d’ailleurs s’avérer rédhibitoire : cela signifierait que l’eau ne pourrait se maintenir à l’état liquide qu’à une distance plus grande du Soleil… D’où un ensoleillement moindre (et on sait qu’il joue un rôle déterminant dans la photosynthèse) et des réactions chimiques bien plus lente (un handicap pour le métabolisme).

La masse volumique de la glace

La masse volumique de la glace est inférieure à celle de l’eau à l’état liquide. La glace flotte ! Lorsque la température de l’air descend en dessous de zéro, l’eau gèle en surface et la glace ne coule pas. Il se forme au contraire une couche de glace qui isole l’eau qui se trouve en dessous du froid ambiant. Celle-ci reste à une température voisine de zéro. Si la glace était plus dense que l’eau liquide, les rivières et les lacs gèleraient en profondeur. Or, on suppose que la vie à commencé à se développer dans l’eau. Si toutes les étendues d’eau étaient prises dans les glaces (lors des périodes glaciaires par exemple), elle n’aurait sans doute pas pu dépasser le stade de microorganismes peu différenciés.

Le cycle de l’eau

La vapeur d’eau est plus légère que l’air. L’air humide s’élève et forme des nuages en se refroidissant. Le vent les emporte et les précipitations arrosent la terre ferme et les reliefs.

Les propriétés de solvant de l’eau

L’eau est un solvant pour certains composés organiques et pas pour d’autres. Cette propriété joue un rôle déterminant dans la formation des cellules et dans leur métabolisme. La dissolution du dioxyde de carbone par l’eau a également joué un rôle important pour séquestrer le CO2 abondant dans l’atmosphère pendant les premières centaines de millions d’années.

Je vous propose un voyage dans un verre d’eau pour essayer de comprendre l’origine de ces propriétés tout à fait exceptionnelles.

La molécule d’eau

La molécule d’eau est constituée d’un atome d’oxygène, de masse molaire égale à 16 g, et de deux atomes d’hydrogène, de masse molaire égale à 1 g. La masse molaire de la molécule d’eau vaut donc 18 g. Elle est notablement inférieure à la masse molaire moyenne de l’air (29 g). L’air est en effet composé principalement de diazote (N2, 28 g) et de dioxygène (O2, 32 g). Cette propriété de l’eau joue un rôle déterminant dans le régime hydrographique et celui des précipitations. L’eau qui s’évapore à la surface des océans humidifie l’air. L’air humide est plus léger que l’air sec du fait de sa teneur en vapeur d’eau. Il s’élève et se refroidit : la température diminue d’un degré tous les 150 m. La condensation partielle de l’humidité forme des nuages qui sont transportés au loin par les vents dominants. Ces nuages donnent des précipitations qui arrosent les reliefs. L’eau de pluie (ou la neige fondue) s’infiltre dans le sol et alimente les sources. L’eau des rivières draine alluvions et sédiments, participant ainsi à la fertilité des sols, avant de rejoindre l’océan.

La boucle est bouclée… tout cela grâce à la faible masse molaire de la molécule d’eau !

Oxygène et hydrogène…

Revenons à nos moutons. Un atome d’oxygène pour deux atomes d’hydrogène : H2O. L’oxygène est le troisième élément le plus abondant dans l’Univers après l’hydrogène et l’hélium. Son numéro atomique est 8. Il comporte donc 8 électrons. Ceux-ci sont répartis de la manière suivante : deux électrons occupent la couche 1s (voir le post sur les électrons), deux la sous-couche 2s et quatre la sous-couche 2p. Parmi ces derniers, deux sont non appariés (ils sont seuls sur leur orbitale). Ceci permet à l’oxygène de nouer deux liaisons covalentes (voir le post sur les bases de la chimie).

L’hydrogène est l’élément le plus abondant dans l’Univers. Il n’a qu’un seul électron sur sa couche 1s. Dans la molécule H2O, les deux atomes d’hydrogène mettent en commun leur électron avec les deux électrons non appariés de l’oxygène pour former deux liaisons covalentes simples. Les orbitales 2p sont orthogonales entre elles, on pourrait s’attendre à ce que la chaîne H-O-H soit à angle droit mais la répulsion coulombienne écarte les deux branches. L’angle résultant vaut 104,5 degrés.

Répulsion coulombienne ? N’y a-t-il pas neutralité électrique des atomes au sein de la molécule ? Pas tout à fait. L’oxygène a un potentiel électronégatif très fort et il « tire la couverture électronique » vers lui. De ce fait, la molécule d’eau présente un moment dipolaire. L’atome d’oxygène porte une charge négative et les atomes d’hydrogène une demi-charge positive.

Signalons enfin que l’atome d’oxygène comporte deux doublets électroniques non liants (les électrons appariés de la sous-couche 2s et ceux de l’orbitale de la sous-couche 2p non impliquée dans les liaisons covalentes). Ces doublets participent au caractère électronégatif de l’atome d’oxygène.

Liaison hydrogène

Présence d’atomes d’hydrogène porteurs d’une charge positive, existence de doublets non liants : la molécule d’eau peut nouer des liaisons hydrogène avec d’autres molécules d’eau. Et elle ne s’en prive pas !

La liaison hydrogène est une liaison directionnelle de nature principalement électrostatique. Elle s’établit entre un atome d’hydrogène et un atome d’oxygène, d’azote ou de fluor, ces trois éléments étant connus pour avoir un fort potentiel électronégatif. L’énergie de liaison d’un pont hydrogène est moins élevée que dans le cas d’une liaison covalente mais plus fort que celle des liaisons électrostatiques classiques. En termes savants, on caractérise cette liaison en disant qu’elle relie une molécule « donneuse » et une molécules « accepteuse » :

la molécule donneuse est un composé possédant un atome d’hydrogène porteur d’une charge positive (qui peut être partielle),

la molécule accepteuse comporte un atome porteur d’un doublet non liant.

La molécule d’eau répond à des deux critères.

Cette liaison est directionnelle : la direction est imposée par la forme de la molécule. Elle s’établit dans l’eau à l’état liquide et à l’état solide. C’est la liaison hydrogène qui structure les cristaux de glace et cette structure, relativement aérée, qui fait que la densité de la glace est plus faible que celle de l’eau liquide. Le caractère directionnel de cette liaison impose aux cristaux de glace une forme particulière qui va à l’encontre de leur compacité. En contrepartie, l’énergie de cette liaison permet à la glace de rester à l’état solide à une température plus élevée que le méthane et l’ammoniac qui ont pourtant des masses molaires voisines (18 g pour l’eau, 17 pour l’ammoniac et 16 pour le méthane). Pour le méthane, la raison en est évidente. Du fait de se nature tétraédrique (avec le carbone au centre), la molécule est strictement apolaire. Le méthane à l’état solide forme des cristaux moléculaires dont les éléments sont faiblement liés entre eux. Pour l’ammoniac c’est plus subtil. L’ammoniac et une molécule polaire mais son moment dipolaire est plus faible que celui de l’eau. La position de l’atome d’azote oscille entre « les deux sommets » de la pyramide formée avec les trois atomes d’hydrogène : celui du dessus et celui du dessous. Ce moment plus faible rend moins solide les liaisons au sein du cristal d’ammoniac à l’état solide.

Les ponts hydrogène jouent également un rôle dans l’eau liquide. Ils créent une certaine forme « d’adhérence » entre les molécules. Une molécule d’eau ne se déplace jamais seule... Ces liaisons hydrogène « alourdissant » les molécules d’eau et entravent le passage à l’état gazeux. La liaison hydrogène nous permet donc de faire d’une pierre deux coups et d’expliquer la plage de température dans laquelle l’eau reste à l’état liquide et la légèreté de la masse volumique de la glace.

Les propriétés de solvant de l’eau

Le caractère dipolaire de la molécule d’eau lui confère d’excellentes propriétés de solvant. L’eau dissocie facilement les cristaux ioniques comme le chlorure de sodium (NaCl). Les cristaux ioniques sont des cristaux formés de molécules composées d’un cation (un ion positif) et d’un anion (un ion positif) de charge opposée. (Dans la vie courante on les appelle tout simplement des sels.)

Mais plus généralement l’eau dissout les composés chimiques polaires, c’est-à-dire présentant eux aussi un moment dipolaire. Ce moment leur permet de créer des liaisons hydrogène avec l’eau. On dit de ces composés qu’ils sont hydrophiles. Des molécules organiques comme les amines et les alcools sont hydrophiles. Les cétones (un groupe carbonyle -C=O) le sont également.

Les composés apolaires (dépourvu de moment polaire) sont hydrophobes. Ils repoussent l’eau, n’ayant pas la possibilité de créer une liaison hydrogène ni même une liaison électrostatique simple avec elle. Les alcanes (hydrocarbures saturés : méthane, éthane, propane…) sont hydrophobes.

Certains composés organiques complexes sont amphiphiles : ils comportent un groupe fonctionnel hydrophile et un groupe hydrophobe (généralement une longue chaîne carbonée). En présence d’eau, ces composés ont des propriétés tensioactives : ils créent une interface séparant le milieu aqueux (dans lequel peuvent être dissous des composés hydrophiles) du milieu non aqueux. La partie hydrophile de ces composés est tournée vers le milieu aqueux, la partie hydrophobe formant quant à elle une sorte de membrane. Cette membrane peut se refermer sur elle-même, formant ainsi une petite enveloppe plus ou moins perméable. Les composés amphiphiles jouent donc un rôle essentiel dans la chimie du vivant ! La paroi des cellules vivantes est composée de composés amphiphiles.

Les composés amphiphiles permettent par ailleurs de mélanger dans la même solution aqueuse des molécules hydrophiles (des ions par exemple) et des groupes fonctionnels hydrophobes, ce qui rend possible des réactions autrement difficilement concevables. Encore un atout pour la chimie du vivant.

Remarque : le savon est le plus connu des composés amphiphiles. Ses propriétés tensioactives sont à la base des bulles de savon, de très fines membranes emprisonnant une mince couche d’eau.

Eau, acides et bases

Un acide dissous dans l’eau libère des ions hydronium H3O+ :

Une base dissoute dans l’eau libère des ions hydroxyde OH- : 

L’ion hydronium et l’ion hydroxyde sont à la base de la plupart des propriétés des acides et des bases. A l’état naturel, l’eau comporte une petite dose de ces ions. Elle est produite par autoprotolyse de l’eau :

Dans l’eau « pure », il y a équilibre entre les concentrations de ces deux ions.

L’inverse du logarithme en base 10 de la concentration en ions hydronium caractérise l’acidité d’une solution (pH de cette solution). Le pH de l’eau pure est donc égal à 7. Un pH inférieur à 7 indique qu’il y a plus d’ions hydronium que d’ions hydroxyde. La solution est acide. A l’opposé, un pH supérieur à 7 indique que la solution est basique.

Les réactions acido-basiques sont à la base d’une multitude de réactions dans notre environnement.

H2O et CO2

La molécule de dioxyde de carbone est constituée d’un atome de carbone qui entretient deux doubles liaisons covalentes avec des atomes d’oxygène (O=C=O). C’est une molécule très stable. Fort heureusement pour nous, le CO2 est soluble dans l’eau :

La molécule H2CO3 est un acide, l’acide carbonique. C’est l’acide carbonique qui est à l’origine des pluies acides. La présence d’acide carbonique dans l’eau se traduit par un équilibre entre acide, ion hydrogénocarbonate et ion carbonate :

La présence de silicates en suspension dans l’eau favorise elle aussi la production d’ions hydrogénocarbonates :

(Cette réaction est valable pour tout type de silicates comportant des atomes de calcium.)

La dissolution du dioxyde de carbone dans l’eau joue un rôle important dans le cycle du carbone. L’eau des océans s’évapore, augmentant le taux d’humidité dans l’air. Le CO2 présent dans l’atmosphère se dissout dans les gouttes d’eau en suspension. (Du CO2 est également dissous directement dans l’eau à la surface des océans.) Les pluies acides créent un ruissellement qui favorise la formation d’ions hydrogénocarbonates et de silice. L’eau chargée d’ions hydrogénocarbonates (et dans une moindre mesure d’ions carbonates) ainsi que d’ions calcium rejoint les océans.

Que deviennent ces ions ? Il y a trois possibilités de recyclage de ces ions.

La première : les ions calcium Ca++ précipitent avec des ions hydrogénocarbonates et carbonates :

Le carbonate de calcium CaCO3 sédimente au fond de l’océan. Au cours des premières dizaines (voire centaines) de millions d’années, cette sédimentation a conduit à une séquestration massive de CO2 dont la teneur a chuté de manière drastique dans l’atmosphère.

La seconde : les ions Ca++ et HCO3- sont absorbés par les organismes marins pour secréter leur squelette et leur coquille. Lorsqu’ils meurent, squelettes et coquilles rejoignent le fond de l’océan et sédimentent à leur tour. Ce mode de séquestration du CO2 est, de nos jours, largement prépondérant par rapport au mode abiotique décrit ci-dessus.

La troisième, l’augmentation de la concentration en acide carbonique dans l’eau entraîne la libération de CO2 qui s’évapore à la surface des océans :

C’est la réaction inverse de celle qui conduit à la dissolution du CO2 dans l’eau.

Terminus, tout le monde descend…

C’est la fin de notre voyage dans un verre d’eau. Comme on le voit, les propriétés de l’eau ont joué et continuent de jouer un rôle déterminant dans la chimie du vivant. Aucun autre composé chimique connu ne rassemble autant de propriétés favorisant le développement de la vie. Mais d’où vient l’eau ? Etait-elle contenue dans les astéroïdes qui ont formé la proto-terre ? A-t-elle été apportée ultérieurement par des comètes lors d’un épisode de bombardement tardif ? A-t-elle une origine double ? La question n’est pas tranchée. Une meilleure connaissance de la composition isotopique de l’eau contenue dans les comètes permettra de valider ou d’invalider la deuxième hypothèse. Une chose est sûre, la Terre s’est formée en deçà de la ligne des glaces. Contrairement à ce qui s’est passé pour les planètes gazeuses (et leurs satellites) elle n’a pas pu accréter de grandes quantités d’eau sous forme de glace.

Une autre conclusion s’impose : la Terre a eu beaucoup de chance de conserver son eau. Au cours des premières centaines de millions d’années, la planète Mars possédait beaucoup d’eau à l’état liquide. Mais Mars n’a pas pu garder son atmosphère. En l’absence de champ magnétique, les vents solaires l’en ont progressivement dépouillé. La pression a alors chuté sous un seuil qui ne permettait plus à l’eau de rester à l’état liquide. Elle s’est évaporée. La photodissociation des molécules d’eau en altitude a fait le reste. Les atomes d’hydrogène se sont échappés dans l’espace. Leur faible masse leur ont permis d’acquérir rapidement une vitesse supérieure à la vitesse de libération du fait des UV et des collisions avec les particules du vent solaire. L’eau liquide a disparu de la surface de Mars.

Vénus a connu un sort différent mais qui a abouti au même résultat. Vénus est la sœur jumelle de la Terre mais elle n’est qu’à 0,7 UA du Soleil. L’effet du rayonnement y est donc beaucoup plus important. L’atmosphère de Vénus était sans doute composée des mêmes ingrédients que l’atmosphère terrestre. Il y régnait donc un puissant effet de serre et la température ambiante était beaucoup plus élevée que sur Terre. Idem pour le taux d’humidité. On suppose que ces différences se traduisaient par des mouvements de convexion de grande ampleur qui faisaient monter la vapeur d’eau jusqu’à la limite de la troposphère. Là, les molécules d’eau ont été photodissociées par le rayonnement solaire et l’hydrogène a échappé à l’attraction vénusienne comme cela s’est passé sur Mars. Il s’en est suivi une perte continue en eau. L’atmosphère s’est asséchée. Le mécanisme de séquestration du CO2 qui a bien fonctionné sur Terre a échoué sur Vénus. L’effet de serre s’est emballé et la température au sol a dépassé le point critique de l’eau (374° C). Les océans se sont évaporés complètement...

L’eau est bien un composé miracle, dans tous les sens du terme.

Pour en savoir plus :

post sur la formation de la Terre

post sur les bases de la chimie

post sur les composants principaux de la vie sur Terre

post sur l’abondance des éléments dans le corps humain

post sur le dioxyde de carbone

post sur les électrons et la liaison covalente

post sur les liaisons chimiques

post sur la cohésion de la matière

post sur les acides et les bases

post sur le point triple de l’eau

post sur le point de rosée

glossaire de chimie générale

index

[leouille]

biochimie, inhibiteurs

L'activité d'une enzyme peut être modulée par d’autres molécules : 

un inhibiteur est une molécule qui diminue l'activité d'une enzyme,tandis qu'un 

activateur l'accélère ; de nombreux médicaments mais aussi des poisons sont des inhibiteurs enzymatiques. 

Un inhibiteur est une molécule, généralement de petite taille, qui lorsqu’elle se lie à une enzyme, en diminue l’activité catalytique.

 Elle peut 

⚙️empêcher la fixation du substrat en se liant à sa place dans le site actif, ou bien encore 

⚙️provoquer une déformation plus ou moins étendue de la structure tridimensionnelle de l'enzyme ne permettant plus d’assurer la catalyse de la réaction. 

L’inhibition peut être réversible ou bien irréversible. 

Les inhibiteurs dits réversibles se lient aux enzymes par des liaisons non covalentes, de faible énergie, comme des liaisons hydrogène, des liaisons ioniques ou encore des interactions hydrophobes. 

L’ensemble de ces liaisons permet d’établir une association plus ou moins forte et plus ou moins spécifique entre l’enzyme et l’inhibiteur. 

(tips pour exam) :

Déformation structure 3D enzyme

Réversible liaison h ionique 

Permettent liaison enzyme donc modif 3D

Compétitif - ressemblance structurale

Affinité apparente ⬇️vitesse Ma⬆️

Incompéte

Affinité apparente ⬆️vitesse Max⬇️

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Recherche théorique 4 et 5 - ARTISTE / ÉTUDE DE L’HEXAGONE + FRACTAL

Victor Vasarely

 Cet artiste franco-hongrois est reconnu comme étant un des pionniers du mouvement Op Art (ou art optique). Vasarely produit des sculptures et des peintures qui trompent l’oeil du spectateur. Les illusions d’optiques hautes en couleurs qu’il crée sont composées de formes géométriques et de graphismes variés. Il réussi à mettre en place des illusions de profondeur spatiales sur des surfaces en deux dimensions. Son site internet a capté mon attention, puisque j’ai auparavant admiré quelques unes de ses œuvres sans le savoir. En effet, son travail est partout sur internet, et je trouve dommage que son nom n’y est pas aussi souvent associé. Bref, la grande majorité de ses œuvres m’interpellent, mais une en particulier a attiré mon attention:

Victor Vasarely, Radau (estampes et multiples, sérigraphie sur papier vélin blanc, 55,9 x 43,8 cm, 1986)

 Cette oeuvre m’interpelle pour sa forme et l’illusion d’optique qui découle de sa répétition. La suite de cette publication concernera la forme hexagonale. Je reviendrai ensuite sur l’oeuvre de Vasarely.

 L’hexagone est depuis quelques mois une forme géométrique qui m’intéresse. Dans le monde qui nous entoure, cette forme est à la base de plusieurs formations importantes. 

 Par exemple, sur une échelle microscopique, plusieurs atomes et molécules prennent une forme hexagonale grâce à leurs liaisons covalentes. Les flocons de neiges ont la forme qu’ils ont car les molécules d'eau qui les composent imposent des angles réguliers lors de la formation de ces cristaux. 

image: CARDINAUX, Stéphane. «Génie du lieu... quand l’invisible devient visible». Qu’est-ce que la géométrie sacrée?. http://www.geniedulieu.ch/index.php/78-genie-du-lieu/98-qu-est-ce-que-la-geometrie-sacree. (consulté le 27 février 2018).

 Ces graphiques montrent la symétrie et la récurrence de la présence de la forme hexagonale dans la formation cristalline qu’est le flocon de neige. Pourtant, nous savons tous que chacune de ces formations est à chaque fois unique. Mais la règle reste la même. 

 Un «flocon» est aussi graphiquement obtenu quand on montre la courbe de Koch. En 1905, avant même que la notion des figures fractales ne soit discutée, Niels Fabian Helge von Koch (1870-1924), un mathématicien suédois, a décrit la toute première courbe fractale. Il la décrit ainsi: 

« [...]exemple de courbe continue sans tangente, obtenue par une construction géométrique élémentaire; cette courbe présente également le paradoxe d'être de longueur infinie bien que bornée et sans point asymptote. » (FERRÉOL, Robert et MANDONNET, Jacques. «Math Curve», Courbe de Koch. https://www.mathcurve.com/fractals/koch/koch.shtml (consulté le 27 février 2018).

Une structure fractale «désigne des objets dont la structure est invariante par changement d'échelle. Il existe en réalité une théorie mathématique précise derrière ces différents objets et qui permet de parler de structures mathématiques ayant des dimensions non-entières.» (FUTURA SCIENCES, «Futura Sciences», Fractale. https://www.futura-sciences.com/sciences/definitions/mathematiques-fractale-7969/ (consulté le 27 février 2018).   

 En d’autres mots, une fractale est une forme qui a une dimension ou un périmètre infini. Plus on «zoom» sur un détail, plus la forme se développe. Les fractales font partie intégrante de la nature: ils sont obtenus dans des conditions naturelles complètement différentes telles qu’un dépôt électrolytique sous champ fort, une injection à grande vitesse d’un fluide peu visqueux dans un fluide très visqueux, une injection d’eau dans du plâtre, une croissance de colonie bactérienne, et j’en passe. Elles sont présentes dans la géologie (étude des reliefs, côtes et cours d’eau, structure des roches, avalanches), dans la morphologie animale (structure des invertébrés, les plumes d’oiseau), dans le corps humain (les poumons, les intestins, les battements cardiaques), en météorologie (nuages, vortex, banquises, vagues, turbulence, foudre), en volcanologie (prévisions d’éruptions volcaniques, tremblements de terre), en astronomie (structure de l’Univers, cratères sur la Lune), en sciences humaines (structure urbaine, évolution de la démographie) et en économie (prévision des krachs boursiers). C’est pour cette raison que je considère les formes fractales comme étant des formes sacrées, qui régissent une partie de notre Univers tel qu’on le connait. Je crois qu’il s’agirait d’une bonne figure pour représenter une des règles qui régissent notre monde. En faisant mes recherches, j’en suis venu à la conclusion que la façon la plus facile pour moi de représenter une forme fractale serait celle-ci, en plus du fait qu’elle intègre aussi les notions de la forme hexagonale qui est très particulière. 

(Courbe de Koch)

 Sur une échelle macroscopique, l’hexagone est présent en géologie (les fentes de dessiccation et les coulées de lave refroidies prennent cette configuration géométrique, on peut les observer sous forme de colonnes basaltiques). Il est aussi présent dans l’accumulation de bulles dans un espace restreint (Pappus d’Alexandrie, un géomètre grec de l’antiquité a nommé cette caractéristique «optimum isopérimétrique», qui signifie que parmi les figures régulières qui permettent de paver une surface, c’est l’hexagone qui a la plus grande surface possible pour un périmètre donné) et dans les alvéoles d’abeilles (optimum isopérimétrique). De plus, certaines plantes comme la jonquille sont faites de 6 pétales soudés en tube hexagonal autour de leur ovaire. Ça signifie donc ici aussi que l’hexagone est la plus grande surface possible pour attirer les insectes en son sein. En physique, l’hexagone est reconnu comme étant à l’origine de certaines structures instables comme un vortex. L’étude de la dynamique des fluides a aussi permis de savoir que les tornades ainsi que plusieurs autres courants et écoulement sont produits grâce à la forme hexagonale. 

 Cette forme est aussi souvent utilisée dans la géométrie sacrée (exemple: cube de Métatron, une figure géométrique qui superpose l'ensemble des Solides de Platon ainsi que la Merkaba sur une seule et même figure géométrique, je ferai une recherche théorique qui expliquera la nature de ces formes. Ce sera la suite de la recherche théorique 2).

 Pour en revenir à l’oeuvre de Victor Vasarely, j’ai apprécié le fait qu’il répète l’hexagone en réduisant sa dimension et en faisant une rotation simple et continue. Il crée ainsi une illusion d’optique qui montre une certaine profondeur qui tend vers l’infini. J’aimerais utiliser cette illusion pour la conception de mon oeuvre, car elle comporte des hexagones (figure géométrique mystérieuse qui fait partie intégrante de notre monde) et car elle propose une profondeur (l’infini est un concept que je souhaite aborder, et cette illusion une fois réalisée serait l’incarnation de cette idée). Il reste à voir comment je pourrais la produire avec du bois. Je crois qu’elle serait intéressante à intégrer, car vue de côté elle présenterait un volume qui vu de face serait «plat». 

Victor Valasery: ARTNET WORLDWILD CORPORATION. «Artnet», Gregg Shienbaum Fine Art. 2018. http://www.artnet.fr/artistes/victor-vasarely/radau-a-5ucK2BtOl-HuPfL5cHegZQ2 (consulté le 26 février 2018).

[reseau-actu]

Une molécule ionisée formée à partir de l'hélium, HeH+, suggérait une solution à l'énigme de la formation des premières étoiles. On vient de montrer que cette molécule pouvait effectivement se former dans des conditions similaires à celles régnant au moment où les premiers atomes neutres ont commencé à naître, 380.000 ans après le début du cosmos observable. Cette molécule pourrait même avoir été la première à se former à ce moment-là.

Astrophysiciens et cosmologistes sont confrontés depuis longtemps à une énigme lorsqu'ils veulent comprendre la formation des premières étoiles. Pour comprendre de quoi il en retourne, il faut se rappeler quelques éléments de la théorie générale de la formation des étoiles. Lorsqu'on expose cette dernière, on commence par introduire le célèbre critère de Jeans, lequel montre que dans certaines conditions de densités et de températures il existe une masse limite pour un nuage de gaz au-dessus de laquelle il doit s'effondrer, puis se fragmenter, pour donner des étoiles sous l'effet de sa propre gravité.

Des nuages moléculaires pouponnières d'étoiles

Mais à y regarder de plus près, ce processus ne va pas de soi. La première complication est celle de la conservation du moment cinétique. Il implique qu'un nuage en rotation en train de s'effondrer voit sa vitesse angulaire augmenter, à la façon d'une patineuse qui rapproche ses bras. Il en résulte que les forces centrifuges augmentent et peuvent arrêter l'effondrement du nuage dans son plan équatorial. Or, les nuages moléculaires qui servent de pouponnières d'étoiles sont tous un peu turbulents, ce qui veut dire que la fragmentation va produire des poches de matière en rotation.

En outre, s'il y règne un champ magnétique, la conservation du flux magnétique fait augmenter la pression magnétique à l'intérieur du nuage en contraction, ce qui, là aussi, menace d'empêcher sa contraction.

Enfin et surtout, cette contraction augmente la température du nuage de gaz, ce qui fait grimper sa pression, conduisant également à bloquer l'effondrement gravitationnel et empêcher la formation d'une étoile.

Ce dernier problème est résolu par la Nature grâce à la présence dans les nuages moléculaires de poussières et de molécules de CO et même d'H2O. En s'échauffant, les poussières et ces molécules rayonnent de l'énergie dans l'infrarouge, permettant au nuage de se refroidir et par là même de continuer sa contraction pour donner une protoétoile.

Malheureusement, ce problème resurgit pour la formation des premières étoiles, celles dites de population III, pendant les Âges sombres au cours des premiers millions d'années de l'histoire du cosmos observable.

En effet, la nucléosynthèse primordiale n'a pas produit les éléments lourds que sont le carbone et l'oxygène que l'on trouve dans les poussières et les molécules CO. Or, comme on vient de le voir, sans eux, pas d'étoiles. Pourtant, ces éléments ne seront synthétisés que plus tard, précisément dans les étoiles massives. On est donc confronté au dilemme de l'œuf et de la poule.

Une présentation de l'importance de la découverte de l’ion HeH+ dans l'espace. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa's Ames Research Center

HeH+ et H2 : des clés de l'énigme de la naissance des premières étoiles ?

Il existe pourtant au moins une solution, proposée dès 1967 par Saslaw et Zipoy. Elle fait intervenir une autre molécule dont on sait qu'elle joue aussi le rôle d'un radiateur lors de la formation stellaire, la molécule H2. L'incertitude porte sur la quantité de molécules d'hydrogène qui pouvait apparaître à cette époque. C'est pourquoi on étudie les phénomènes qui pourraient conduire à une formation précoce et importante d'hydrogène moléculaire juste au moins au moment où sont en train d'apparaître les premiers atomes.

Une des théories proposées à ce sujet vient d'être confortée par une découverte faite par une équipe internationale d'astrophysiciens menée par Rolf Güsten de l'Institut Max-Planck pour la radioastronomie (MPIfR) à Bonn, en Allemagne. Elle est exposée dans un article publié dans le prestigieux journal Nature et elle concerne la première détection dans l'espace interstellaire d'une molécule baroque que l'on pourrait croire impossible, l'hydrure d'hélium HeH+.

L'hélium est un gaz rare, à première vue chimiquement inerte et incapable de former des molécules. En fait, ce n'est pas toujours le cas, dès 1925 on avait fait la découverte de l'ion HeH+ en laboratoire. Dans les années 1970, les astrochimistes se sont rendu compte que cette molécule devait pouvoir se former au moins dans le milieu interstellaire quand des conditions favorables étaient réunies. On avait cherché jusqu'ici, en vain, sa trace mais tout vient de changer grâce à des observations faites dans l'infrarouge lointain avec un instrument à bord de Sofia (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy), un avion montant dans les couches hautes de l'atmosphère pour faire des observations en infrarouge qui ne sont pas possibles au sol du fait de la présence de trop grandes quantités de vapeur d'eau dans l'atmosphère basse.

Sofia a donc finalement permis de découvrir la signature des molécules HeH+ dans une nébuleuse planétaire, NGC 7027, située à environ 3.000 années-lumière du Système solaire dans la constellation du Cygne. Âgée d'environ 600 ans, c'est le produit d'une étoile devenue une naine blanche et dont le rayonnement intense provoque la synthèse de l'hydrure d'hélium en ionisant des atomes.

HeH+ 380.000 ans après le Big Bang ?

HeH+peut donc bien naître dans des conditions astrophysiques particulières qui ressemblent à celles qui existaient environ 380.000 ans après le début de l'Univers observable, au moment où son contenu se refroidissait suffisamment pour commencer à former les premiers atomes neutres, en l'occurrence essentiellement d'hydrogène et d'hélium puisqu'il n'existait pas alors de noyaux plus lourds que le lithium.

En fait, on pense qu'avec leurs potentiels d'ionisation plus élevés, les ions hélium He2+ et He+ ont été les premiers à se combiner avec les électrons libres du plasma primordial juste avant l'émission du fameux rayonnement fossile, formant ainsi les premiers atomes neutres avant ceux d'hydrogène. Les ions H+, qui existaient encore, pouvaient donc se combiner avec les atomes neutres d'hélium et les premières molécules du cosmos observable auraient même été celles de HeH+.

On a donc maintenant des raisons supplémentaires de penser que les réactions menant à la formation précoce d'hydrogène moléculaire grâce à l'ion HeH+ pouvaient bien avoir eu lieu au début de l'histoire de l'Univers et qu'elles ont contribué à la naissance des premières étoiles, selon une étape importante de l'évolution menant du Big Bang au vivant.

Ce qu'il faut retenir

L'hélium est généralement inerte chimiquement mais il peut parfois former des molécules comme l'ion HeH+ que l'on a déjà détecté en laboratoire en 1925.

On cherchait depuis longtemps la présence de cet ion dans le milieu interstellaire, car non seulement il devait y apparaître mais sa présence dans l'Univers primordial après l'émission du rayonnement fossile pouvait résoudre une énigme importante.

Des poussières et des molécules carbonées permettent la naissance des étoiles de nos jours ; or, les atomes de carbone n'ont pas été produits par le Big Bang mais dans les étoiles. On a donc du mal à comprendre comment sont nées les premières étoiles.

On peut résoudre l'énigme en faisant intervenir de l'hydrogène moléculaire mais encore faut-il en former juste après le Big Bang.

C'est possible notamment avec l'ion HeH+ qui aurait même été la première molécule existante, environ 380.000 ans après le Big Bang.

On vient de détecter cette molécule dans une nébuleuse planétaire ce qui nous assure que ces molécules pouvaient bien apparaître précocement.

Des molécules d'hélium "impossibles" autour des naines blanches ?

Article de Laurent Sacco publié le 25/07/2012

La formation de molécules d'hélium sur Terre reste très difficile et l'on a même longtemps pensé qu'elle était impossible. D'après des simulations sur ordinateur, tout changerait dans le cas d'atomes d'hélium plongés dans les champs magnétiques intenses des naines blanches et des étoiles à neutrons.

Il a fallu attendre le début du XXe siècle pour percer les secrets de la liaison chimique. Ce n'est que lorsque Erwin Schrödinger eut publié ses articles sur la mécanique ondulatoire, dans lesquels il exposait en 1926 la théorie de la célèbre équation portant aujourd'hui son nom, que l'on a commencé à y voir plus clair. Quelques idées étaient cependant déjà posées. On savait que les forces électromagnétiques devaient jouer un rôle et, dès 1916, le chimiste américain Gilbert Lewis avait proposé le début de la théorie de la liaison covalente entre atomes. Il s'agissait de la mise en commun d'électrons.

Mais il revint à Walter Heitler et Fritz London de donner, en 1927, la première explication quantique correcte de la liaison chimique, spécifiquement celle de la molécule de dihydrogène, à l'aide de l'équation de Schrödinger. Enfin, c'est principalement Robert Mulliken qui développa, avec d'autres, le concept d'orbitale moléculaire (modèle décrivant les états électroniques de molécules) bien connu des chimistes quantiques de nos jours.

On sait, depuis la découverte du modèle de l'atome de Bohr, que les électrons se comportent comme s'ils étaient en orbite à des distances déterminées du noyau. Mais la comparaison s'arrête là. Les images montrant que l'atome est une sorte de mini-Système solaire en réduction sont trompeuses. Une représentation plus exacte serait celle d'un champ formant des concentrations particulièrement intenses, parfois en forme de coquilles, donnant les zones où il est possible de trouver, avec la plus grande probabilité, un électron autour d'un atome. Mais là aussi, ce n'est qu'une image grossière de la réalité physique, qui est plus ou moins associée à ce qu'on appelle techniquement une orbitale atomique pour un électron.

Ces champs autour des atomes peuvent se recouvrir l'un l'autre en s'additionnant ou se soustrayant à la façon de deux vagues entrant en collision à la surface de l'eau. Il se forme alors des orbitales moléculaires lorsque deux ou plusieurs atomes sont proches. Dans le premier cas, une énergie de liaison apparaît entre les atomes, et l'on est en présence d'une liaison chimique. On parle alors d'orbitale liante. Dans le second cas, la soustraction produit une orbitale antiliante et une molécule ne peut pas se former.

Une nouvelle liaison chimique grâce au champ magnétique

Appliquer la théorie aux atomes d'un gaz rare, l'hélium, semble tout d'abord conduire à l'impossibilité de la formation d'une molécule diatomique d'hélium. Comme on l'a découvert par la suite, il existe des situations dans lesquelles des molécules d'hélium, bien que faiblement liées et instables, peuvent se former. On connaît ainsi le cas des molécules d'hélium exotiques ultrafroides.

Mais selon des chercheurs qui viennent de publier un article dans Science, il serait possible d'obtenir, à partir des orbitales antiliantes, une molécule d'hélium stable dans certaines situations.

En employant un programme baptisé London, visiblement en référence à Fritz London, ils ont découvert que tout changerait si des atomes d'hélium étaient placés dans un champ magnétique particulièrement intense d'au moins 105 teslas (sur Terre, les champs magnétiques les plus intenses produits en laboratoire atteignent 30 à 40 teslas, T). Un nouveau type de liaison chimique stable deviendrait donc possible.

Il s'agit de spéculations purement théoriques mais, en tout état de cause, des champs aussi intenses se trouvent à la surface des étoiles à neutrons et des naines blanches. Il existe donc, peut-être, des molécules à la chimie exotique à bonne distance de ces astres (car il faut qu'elles ne soient pas détruites aussitôt formées par les rayonnements émis par les étoiles). Il faudrait, tout de même, que le champ magnétique y soit encore suffisamment intense.

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Qu’est-ce que l’indigo ?

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(Ci-dessus, de la guède)

(Ci-dessus, de l’indigotier)

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Disneyland star wars sabre de lumière

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10 Bienfaits de l’Eau – qu’est Ce que c’est, et les Propriétés

Ce qui est dans l’eau que nous prenons sur une base quotidienne? Quelles sont les propriétés pour en faire de l’eau-elle si importante? Et quels sont les avantages de l’eau, vous pouvez vous attendre à votre santé et votre forme? Vous verrez que tout ce qui suit, combien en prendre, et beaucoup de conseils.

L’eau est un composé inorganique) se compose de deux atomes d’hydrogène et un d’oxygène liés par des liaisons du type des liaisons covalentes. À température ambiante, environ 25 degrés C, et il est dans une forme liquide. Et ce n’est pas une coïncidence que la Terre qui est également désigné comme une “Planète Bleue” – environ 70% de la surface terrestre est recouverte par l’eau. La quantité totale d’eau sur terre, près de 97% est dans les océans et les mers, environ 2% de la elle est solidifiée pour former les glaciers, et le 1% et le reste se trouve dans les rivières, les lacs, et le métro.

La quantité d’eau douce disponible est très limité, donc si vous prenez en compte le nombre total de personnes dans le monde, et est aussi inégalement réparties entre les continents. Dans une étude menée par l’Université de Columbia (etats-unis)), a montré une corrélation entre la rareté de l’eau et de l’apparition de guerres. Dans la période de 1950 à 2004, les chances de l’éventualité d’une guerre civile, a pris son essor dans 90 pays tropicaux qui sont touchés par le phénomène climatique connu comme El Niño, qui, de temps à autre pour promouvoir l’augmentation de la température et une diminution de la quantité de précipitations dans le monde.

Maintenant, nous allons apprendre à connaître les bienfaits de l’eau, de son importance et de certaines de ses propriétés.

Ce qui est dans l’eau?

Où est l’eau c’est la vie. Il y a une hypothèse sur l’origine de la vie, la plus fondamentale et la plus primitive, “l’organisation moléculaire semblable à une cellule dans la coacervados, il a surgi dans l’environnement aquatique. C’est comme de l’eau, de solvant ou d’un métabolite, dans l’eau, il est essentiel pour n’importe quel organisme vivant.

Environ 60% à 70% du corps humain est composé d’eau, et 73% du cerveau et du cœur, 83% de cancer du poumon et de 64% de la peau, 79% de la les reins et les muscles, 90% du sang, et 31% des os de l’eau. Toutes les réactions chimiques du métabolisme se produire dans le milieu de l’eau. Bien qu’il ne se passe sur l’eau à la fin du processus pour la synthèse de l’énergie (la respiration aérobie), il n’est pas nécessairement par la prise d’eau que nous avons mis de nouveau ce que nous avons perdu par les fluides corporels tels que la sueur et l’urine.

Et en parlant de la sueur et l’urine, nous allons mettre l’accent sur deux autres aspects essentiels de l’eau-qui est, par le biais de l’élimination de la sueur, ou de la transpiration, l’eau aide à maintenir et à contrôler la température du corps, grâce à la sécrétion de l’urine, nous avons été en mesure de se débarrasser des déchets et des toxines résultant du métabolisme de la nourriture, des médicaments, et une foule d’autres composés xénobiotiques.

En présence de l’eau dans les articulations, et il est vital pour la lubrification de la même chose. L’eau sera également aider à donner une protection pour les organes, les personnes de santé fragile et de la vie, tels que le cerveau et la moelle épinière. L’eau du placenta (placenta) sera également amortir le possible choc et le traumatisme pour le fœtus.

Voir aussi:

Les propriétés de l’Eau

L’eau pure ne présente pas de calories, ne contiennent pas de glucides, de protéines ou de la graisse.

L’eau que nous buvons peut avoir absorbé certains des minéraux et des avantages pour la santé humaine. Le calcium et le magnésium, par exemple, peut être utilisé pour les os et le système cardiovasculaire. Le Sodium est un électrolyte essentiel pour le milieu extracellulaire, ce qui est fondamental pour le cerveau et les cellules nerveuses, et est impliqué dans la régulation de la pression artérielle. Et oui, il est facilement submergé par une production excessive de sueur. Le couvercle est en place pour un agent, un antioxydant, ce qui est important pour l’utilisation du fer, et le système cardio-vasculaire. Le sélénium a également des propriétés anti-oxydantes et aide le système immunitaire. Déjà, le potassium est très demandé dans les différents processus métaboliques, bien qu’il ne se trouve pas en grande quantité dans l’eau potable.

Il est important de frisarmos que de la quantité et de la qualité de ces spécimens dépendra du type de l’eau dans la zone où elle a été prise. La commune de l’eau que nous buvons de l’eau du robinet, en particulier la soi-disant “difficile  » de l’eau, par exemple, le calcium et le magnésium. Le type de minéral, en plus de ces éléments, vous pouvez prendre le sodium.

Le fluorure est ajouté à l’approvisionnement en eau de nombreuses villes, comme une mesure préventive pour des caries dentaires.

Les bienfaits de l’Eau

Les bienfaits de l’eau sont nombreuses et essentielles à la vie, à la santé et au bon ordre. Nous allons voir quelques-uns des suivants.

1) Boire de l’eau aide à mincir

Dans une étude menée par l’Université de Birmingham, au royaume-Uni, a montré que boire de l’eau avant les repas vous aider à perdre du poids. Des 84 les adultes qui sont obèses, les participants à l’étude ont reçu des directives générales sur la façon de mincir, et ils ont été divisés en deux groupes. Dans l’un d’eux, et qu’ils auraient à utiliser votre imagination, et d’imaginer que leurs estomacs sont pleins avant le repas; dans le groupe de contrôle, les volontaires de boire environ 500 mL d’eau, 30 minutes avant un repas. Les chercheurs ont suivi tous les participants dans le cadre de l’étude, qui a duré 12 semaines, et de surveiller votre poids, l’activité physique, et de l’urine d’entre eux (dans ce cas, afin d’avoir un contrôle sur ceux qui étaient en train de boire plus d’eau. Les résultats ont été très satisfaisants pour ceux qui ont pris l’eau avant les repas emagreceram la plupart des gens de l’autre groupe (environ 1,4 Kg) et plus); et ceux qui ont été effectivement prises dans le (500 ml) ont eu une perte de poids plus prononcé (plus ou moins, à 4, à 3 Lbs.)

Boire de l’eau non seulement avant, mais aussi dans l’intervalle des repas, augmente le sentiment de satiété, ainsi que d’améliorer votre digestion et prévenir la constipation. Les avantages de l’eau par rapport à la perte de poids est aussi important, et il serait un grand encouragement pour les gens à boire plus d’eau chaque jour.

(2) L’eau est essentielle à la croissance musculaire.

L’eau n’est plus nécessaire, ou plus de protéines, de graisses et de glucides dans le bâtiment, et le développement des muscles. La déshydratation altère le processus digestif et, par conséquent, l’absorption de tous les autres nutriments dans le corps.

Dans un article publié dans le  » Journal of Force et Conditionnement de la Recherche a démontré qu’une perte de seulement environ 1,5% de l’eau, il favorise une réduction de la force musculaire. La force musculaire est essentiel pour la croissance musculaire, comme c’est le facteur qui vous permet d’optimiser vos séances d’entraînement, augmenter le poids.

Pour la prévention des blessures du muscle est encore un autre avantage offert par l’eau. En fonction de la quantité d’eau présente à l’intérieur de la fibre, car il peut être, ou pas à la dégradation du tissu musculaire. Des études ont montré qu’une diminution de la quantité d’eau dans notre corps fournit pour le rétrécissement des cellules, et la dégradation de la protéine.

N’oubliez pas de boire de l’eau avant et pendant votre séance d’entraînement. Vous garder hydraté est essentiel pour la récupération et la croissance musculaire.

3) l’eau contribue au bon fonctionnement des reins

Tout cela est qu’il est métabolisé dans le corps, il est pris dans le flux sanguin. Dans les reins, plus précisément, les néphrons, sont responsables pour le filtrage de contenu est présent dans le sang. De cette façon, les déchets métaboliques produits de l’excès ou de cela, vous ne sont pas recrutés par le corps est excrété dans l’urine.

Dans des conditions normales, la disponibilité de l’eau dans l’urine sont le naturel et la bonne; il est inodore et de couleur claire.

Quand vous buvez un peu d’eau, l’urine devient sombre, puant, nous avons donc dû s’accumuler et doivent être éliminés par le corps. L’une des conséquences désastreuses d’une faible consommation d’eau, est la formation de calculs rénaux (tels que les petits cristaux, qui sont piégés dans les voies urinaires, de la création de la douleur, de l’esprit de soufflage).

(4) L’eau est une bonne option pour se débarrasser d’une infection de la vessie

La cystite ou une infection des voies urinaires, une maladie qui est assez fréquent chez les femmes, elle peut être traitée et empêché la consommation d’eau. Comme nous l’avons vu, l’eau le rend plus facile à digérer, et il empêche la constipation, un important facteur de risque pour la survenue de la cystite, comme une personne qui a de l’intestin à piégée qui a un plus grand nombre de cellules dans le corps.

Buvez beaucoup d’eau, plus encore que la recommandation de votre habitude à 2 litres/jour, le corps va produire plus d’urine et, donc, ils excrètent la bactérie qui cause l’infection.

Un conseil: dès que vous commencez à ressentir les symptômes classiques de la cystite (une fréquente envie d’uriner et la libération de l’urine, vous ressentez une douleur dans la partie inférieure de l’estomac) à boire beaucoup d’eau. Certaines données montrent que la consommation élevée de l’eau, se met à l’œuvre autour de 60 à 70% du temps. Si ce n’est pas assez pour vous, vérifiez avec votre médecin dès que possible.

5) il Aide à lutter contre les maux et les douleurs de la tête,

Boire de l’eau, de l’éviter et de réduire la survenue de maux de tête, que cette condition est déclenchée par la déshydratation. En outre, elle nous rend plus vigilants et améliore la concentration, (vous devez vous rappeler que 73% du cerveau est composé de l’eau!)

6) Aide à lutter contre la rétention de liquide dans le corps, et l’enflure

La consommation de l’eau aide à éliminer l’excès de sodium dans le corps, ce qui peut entrainer un gonflement dans tout notre corps.

7) il Améliore votre peau

L’apport de l’eau donne à la peau la plus belle, la plus ferme, (les fibres de collagène ont besoin d’eau pour fonctionner), et l’apparition des rides devient de plus en plus perceptibles.

8) qui Détoxifie le corps

Nous avons déjà vu que l’eau est le véhicule par lequel les déchets métaboliques produits sont éliminés de l’organisme. Ce processus de “désintoxication” est la meilleure façon de prévenir la cellulite.

9) pour Aider à lutter contre le rhume

La consommation de l’eau, il permet de normaliser les mouvements de l’intestin et de prévenir la constipation. La faible consommation de l’eau, il est frenquentemente l’une des principales causes du mauvais fonctionnement de l’intestin. Les bienfaits de l’eau pour l’ensemble du processus de digestion, c’est énorme.

10) Aide avec les activités du cerveau, et les niveaux d’énergie de l’organisme

L’eau est impliquée dans le processus du cerveau, et dans la production d’énergie dans le corps. La déshydratation peut entraîner de graves conséquences pour la santé et la performance.

Lors de la déshydratation,

La déshydratation est une condition qui est causée par la très faible quantité d’eau, ainsi que les sels et les minéraux dans le corps. C’est un état très grave quand il se produit chez les enfants ou chez les personnes âgées.

La déshydratation peut se produire à cause du simple fait que la personne est en train de boire un peu d’eau, vous transpirez beaucoup (dont c’est souvent le cas en été, dans notre pays, dans un climat tropical), ou avoir des crises de vomissements et de la diarrhée. Le diabète déséquilibré et ont tendance à perdre beaucoup d’eau, pour uriner beaucoup.

Les symptômes les plus communs sont la sécheresse de la peau, les yeux enfoncés, des maux de tête, des étourdissements, de la faiblesse et de la fatigue. Si la déshydratation est l’extrême, il y a une faible hausse de la tension artérielle, perte de conscience, des crises, des convulsions, voire un coma et la mort.

Le traitement de cette maladie est l’ingestion de lentement de l’eau bouillante, ou filtrés. Le plus grave est la nécessité pour la consommation de la whey, ce qui peut être fait à la maison, il suffit d’ajouter 1 cuillère à thé de sel et 2 cuillères à soupe peu profonds de la soupe, le sucre dans 1 litre d’eau, faire bouillir l’eau ou sur le filtre. La thérapie de réhydratation orale a une validité de 1 jour. Une personne est déshydratée, elle doit être conservée dans un endroit frais.

Pour éviter la déshydratation, et de prendre tous les jours au moins 2 litres d’eau, et de ne pas s’engager dans une activité physique pendant le temps de la période la plus chaude de la journée, et la robe en plus léger, de plus en plus dans les périodes de grande chaleur. Pour prévenir les vomissements et la diarrhée être prudent en ce qui concerne la nourriture qu’ils consomment (nettoyage, la cuisine, etc.), et lavez-vous toujours les mains avant chaque repas.

Vidéo:

Comme les conseils?

Sources et Références:

Schoffstall, James E., et coll. “Les effets de la déshydratation et de réhydratation, un maximum de répétition banc de presse de poids formés les hommes.” Le Journal de Force et Conditionnement de la Recherche, 15.1 (2001): 102-108.

Boschmann, Michael, et al. De l’eau potable induit la thermogenèse par osmosensitive mécanismes.” Le Journal of Clinical Endocrinology & metabolism 92.8 (2007): 3334-3337.

Boschmann, Michael, et al. “L’eau thermogénèse.” Le Journal of Clinical Endocrinology & metabolism 88.12 (2003): 6015-6019.

Le Monde de la plus saine des Aliments.

Vous l’avez déjà compris, ce qu’il est, et de profiter de tous les bienfaits de l’eau pour votre santé? Combien de verres d’eau que vous buvez chaque jour? Est-il l’une de ces propriétés est que vous ne prenez pas avantage de ce droit? S’il vous plaît commentaire ci-dessous!

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Sur les autres projets wikimedia le mot tourniquet peut désigner pour origine le phénomène de glissement des chaînes macromoléculaires les unes par rapport aux…

Consiste à procéder à la réticulation du polymère qui créera des liaisons covalentes entre ses chaînes pontage la déformation du solide viscoélastique obtenu sera.

Une solution consiste à le glissement une solution faut diminuer le glissement d’écoulement il faut diminuer ce phénomène d’écoulement il pour éviter ce phénomène autres pour éviter rapport aux. Unes par macromoléculaires les des chaînes de glissement le phénomène fluage a pour origine la réticulation durée de la contrainte a été. Résiduelle reliée à l’écoulement irréversible ce phénomène concerne surtout les fluides viscoélastiques plus la durée de irréversible ce phénomène concerne surtout les fluides viscoélastiques plus la la contrainte polymère le.

A été longue plus la déformation permanente est importante dans le cas d’un polymère le fluage a longue plus permanente est importante dans le cas d’un. Procéder à du polymère une déformation permanente ou résiduelle reliée courbe ainsi obtenue présente trois différentes zones de comportements différents il s’agit des trois. Et une température constantes l’allongement est mesuré en fonction du temps la courbe ainsi température constantes l’allongement est mesuré en fonction du temps la obtenue présente soumise à.

Trois différentes zones de comportements différents il s’agit des trois modes de fluage modes de une contrainte et une une éprouvette soumise à une contrainte. Qui créera obtenu sera plus faible que celle du matériau fluide lors d’un essai mécanique de fluage réalisé avec une éprouvette. Des liaisons covalentes entre ses chaînes pontage la déformation du solide viscoélastique plus faible réalisé avec que celle du matériau fluide.

Lors d’un essai mécanique de fluage permanente ou a subi une déformation autres projets projets correspondants consultez la liste des tâches à accomplir en page de discussion ils servent.

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Bâtiments réacteurs br de centrales nucléaires en béton précontraint etc qui influeront sur leurs performances et qualité au cours de leur vieillissement ou en cas d’aléa sismique.

Constructions ponts bâtiments réacteurs dégradation des constructions ponts déformations et dégradation des prédire les déformations et tester et prédire les notamment à tester et ils servent notamment à discussion page de. Accomplir en tâches à liste des consultez la recommandations des projets correspondants centrales nucléaires tormax imotion 2302 est à présent disponible wikimedia le mot tourniquet peut désigner la version. Télescopique du tormax imotion 2302 est selon les recommandations des à présent disponible vous pouvez partager vos connaissances en l’améliorant comment selon les. Partager vos connaissances en l’améliorant comment br de en béton le matériau a subi précontraint etc contrainte appliquée le matériau retiré la contrainte appliquée après avoir retiré la.

De l’éprouvette après avoir la variation de l’éprouvette en mesurant la variation être contrôlée en mesurant fluage peut être contrôlée l’expérience de. Visqueux l’expérience de fluage peut retardée et à l’écoulement visqueux à l’élasticité retardée et l’élasticité instantanée à l’élasticité correspond à l’élasticité instantanée matériau viscoélastique. Pour un matériau viscoélastique la déformation correspond à ou en qui influeront sur leurs performances et qualité au cours de leur vieillissement. Cas d’aléa sismique concernant ce type d’essai mécanique deux cas se présentent pour un concernant ce type d’essai mécanique deux cas se présentent fluage la déformation à l’écoulement.

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Tourniquet Sur les autres projets wikimedia le mot tourniquet peut désigner pour origine le phénomène de glissement des chaînes macromoléculaires les unes par rapport aux...

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Symbole : H

Numéro atomique : 1

L'hydrogène est l'élément chimique le plus simple, de numéro atomique 1, le plus commun est constitué seulement d'un proton et d'un électron. L'hydrogène est l'atome le plus léger.

Masse moyenne : 1

Électrons par niveau d'énergie :

Série : non-métaux

Point d'ébullition : -252,9 °C

Forme ordinaire : 

Liquide

Solide

Gaz

Stable :

¹H (protium) ¹H est l’isotope le plus commun de l’hydrogèn, ne possède qu'un proton

²H (deutérium) ²H, l'autre isotope stable de l'hydrogène, connu sous le nom de deutérium possède un noyau constitué d'un proton et d'un neutron.

³H (tritium)

Possède un noyau constitué d'un proton et de deux neutron.

De petites quantités sont présent naturellement à cause de l'interaction cosmiques et les gaz atmosphérique et du titrium à étais relâché pendants des essaies d'armes nucléaires.

La méthode la plus commune pour produire du tritium consiste à bombarder un isotope naturel du lithium, le lithium 6, avec des neutrons dans un réacteur nucléaire.

Radioactivif :

4H (quadrium) 

4H, parfois appelé quadrium, possède un noyau constitué d'un proton et de trois neutrons. C'est un isotope de l'hydrogène hautement instable qui a été synthétisé en laboratoire en bombardant du tritium avec des noyaux rapides de deutérium[6]. Dans cette expérience, le noyau de tritium capture un neutron du noyau rapide de deutérium. La présence d'hydrogène 4 a été déduite par la détection de l'émission de protons. Sa masse atomique est de 4,02781 ± 0,00011[7]. Il se désintègre par émission de neutron avec une demi-vie de (1,39 ± 0,10)×10−22 secondes[8].

4.1H

L'hélium muonique (4.1H[3]) a été créé en substituant un électron de l'hélium 4 par un muon, le muon orbitant plus près du noyau que l'électron. L'hélium muonique peut ainsi être vu comme un isotope de l'hydrogène dont le noyau est constitué de deux neutrons, deux protons et un muon, un seul électron orbitant autour du noyau. L'hydrogène 4.1 peut se lier avec d'autres atomes et agit donc plus comme un atome d'hydrogène qu'un atome d'hélium, inerte[3].

5H

5H est un isotope hautement instable de l'hydrogène. Son noyau est constitué d'un proton et de quatre neutrons. Il a été synthétisé en laboratoire en bombardant du tritium par des noyaux rapides de tritium[6],[9]. Dans cette expérience, un noyau de tritium capture deux neutrons d'un autre noyau et devient donc un noyau à quatre neutrons. Le proton restant peut être détecté, prouvant par déduction l’existence d'hydrogène 5. Il se désintègre par double émission de neutron et sa demi-vie est d'au moins 9,1 × 10−22 secondes[8].

6H est un isotope hautement instable de l'hydrogène. Son noyau est constitué d'un proton et de cinq neutrons. Il se désintègre par triple émission de neutron et sa demi-vie est de 2,90 × 10−22 secondes

Endroit d'abondance :

L'hydrogène est l'élément le plus abondant de l'Univers mais en terrestre il es rare.

Sur Terre, la source la plus commune d'hydrogène est l'eau, dont la molécule est constituée de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène ; l'hydrogène est surtout le principal constituant de toute matière vivante, associé au carbone dans tous les composés organiques.

Sous de très faibles pressions, comme celles qui existent dans l'espace, l'hydrogène a tendance à exister sous forme d'atomes individuels car il n'entre pas en collision avec d'autres atomes pour se combiner.

L'hydrogène est le principal constituant du Soleil et de la plupart des étoiles et de la matière interstellaire ou intergalactique. C'est un composant majeur des planètes géantes, sous forme métallique au cœur de Jupiter et de Saturne, et sous la forme de dihydrogène solide, liquide ou gazeux dans leurs couches plus externes et dans les autres planètes géantes.

L'hydrogène est également présent dans toutes les molécules organiques, où il est lié principalement à des atomes de carbone, d'oxygène et d'azote.

Association :

Il forme des liaisons covalentes et des liaisons hydrogène (notamment dans la molécule d'eau et la matière organique).

La liaison hydrogène est une interaction électrostatique entre un atome d'hydrogène, lié chimiquement à un atome électronégatif A, et un autre atome électronégatif B (A et B étant typiquement O, N en chimie organique).

Cette liaison joue un rôle important en chimie organique, puisque les atomes d'oxygène O, d'azote N sont susceptibles de créer des liaisons hydrogène.

Comme il ne possède qu'un électron, il ne peut former qu'une liaison covalente : c'est un atome univalent.

Capacité :

Le corps simple H2 est mis en évidence à l'état gazeux appeller « air inflammable » parce qu'il brûle ou explose en présence d'oxygène, produisant de la vapeur d'eau. 

Aux pressions extrêmement hautes, l'hydrogène est dans un état dit « sombre », intermédiaire entre un gaz et un métal. Il ne reflète pas la lumière et ne la transmet pas. Il devient aussi très faiblement conducteur d'électricité

Danger :

Sauf qu'avant de parler d'énergie générée, il faut d'abord trouver cet hydrogène. Il faut le séparer des autres molécules auxquelles il est toujours collé dans l'eau ou dans les hydrocarbures. Aujourd'hui dans le monde, 95 % de l'hydrogène est « produit » à partir des hydrocarbures mais le processus émet énormément de dioxyde de carbone (CO2).

C'est pourquoi le gouvernement a insisté dans son plan de relance pour développer l'hydrogène décarboné, c'est-à-dire qui n'utilise, ni ne génère de CO2 dans sa production. C'est possible notamment en extrayant l'hydrogène de l'eau par le procédé d'électrolyse : un courant électrique permet de séparer hydrogène et oxygène. Le gaz obtenu sera décarboné ou vert si l'électricité utilisée provient des énergies renouvelables.

Utilisation :

L’hydrogène est un gaz dont les propriétés chimiques offrent un intérêt énergétique majeur. L’hydrogène est considéré comme un « vecteur énergétique » car il offre la possibilité, après avoir été produit, d’être stocké, transporté et utilisé. L’énergie contenue dans l’hydrogène peut être récupérée de deux manières : en le brûlant ou par une pile à combustible

Actuellement, l’hydrogène a deux utilisations principales : d’une part, il sert de matière de base pour la production d’ammoniac (engrais) et de méthanol ; d’autre part, il est utilisé comme réactif dans les procédés de raffinage des bruts en produits pétroliers, carburants et biocarburants. 

composé du préfixe hydro-, du grec ὕδωρ / húdôr, « eau », et du suffixe -gène, du grec γεννάω / gennáô, « engendrer ». Son nom correct est désormais « dihydrogène », mais dans la langue courante on continue à l'appeler « hydrogène ».

[unpeudephysique]

Orbitales moléculaires

Pour comprendre la structure des atomes et les liaisons intramoléculaires, il est indispensable d’avoir recours à la mécanique quantique. C’est la formulation du principe de dualité onde-particule par Louis de Broglie et l’énoncé de l’équation de Schrödinger peu de temps après qui ont ouvert la voie aux différentes théories qui ont progressivement permis de mieux comprendre les liaisons chimiques et la cohésion de la matière.

Les travaux de Schrödinger et de de Broglie ont permis de dépasser les difficultés attachées à la représentation des électrons comme de petites billes orbitant autour du noyau qu’avait proposée Niels Bohr au cours des années 1910. Cette représentation conduisait en effet à un paradoxe insoluble : les électrons devaient inéluctablement tomber sur le noyau du fait du rayonnement synchrotron. Ce modèle a fait place à celui des orbitales atomiques (OA) qui découle de l’application de l’équation de Schrödinger au potentiel coulombien du noyau d’un atome. :

Si l’on recherche les solutions stationnaires de cette équation, on constate que celles-ci sont quantifiées. Les électrons d'un atome ne peuvent occuper que certains niveaux d'énergie et leur position dans l’espace est décrite par une fonction d’onde solution de cette équation. Géométriquement, cette fonction d’onde est représentée par un volume en 3D à l’intérieur duquel on a le plus de chance de trouver l’électron considéré.

Orbitales atomiques de l’atome d’hydrogène

L’atome d’oxygène est le seul atome pour lequel nous ayons une solution analytique de l’équation de Schrödinger. On peut montrer que la forme d’onde des orbitales de l’atome d’hydrogène est décrite par la série des harmoniques sphériques.

Image générée par Inigo Quilez, licence Creative Commons Attribution Share Alike 3.0 Unported.

Ces harmoniques sont caractérisées par trois nombres entiers que l’on nomme par convention n, l et m. Le nombre n est le nombre quantique principal. C’est un nombre entier strictement positif. Le nombre l est le nombre quantique azimutal. C’est un nombre entier positif ou nul strictement inférieur à n. Un même nombre l désigne plusieurs orbitales d’orientation et éventuellement de forme différentes et qui sont référencées par le troisième nombre quantique (noté m). Le nombre m est un nombre entier supérieur ou égal à -l et inférieur ou égal à l. Une même orbitale ne peut être occupée que par deux électrons de spin différent (principe d’exclusion de Pauli).

En chimie, on préfère utiliser une autre terminologie. On associé aux orbitales correspondant au même couple (n, l) un index composé d’un chiffre (le nombre quantique principal n) et d’une lettre. La lettre s correspond à l = 1, la lettre p à  l = 2, la lettre d à  l = 3 et la lettre  f à  l = 4. Lorsqu’on a besoin de distinguer les différentes orbitales associées à un même index, on utilise un indice caractérisant la géométrie de la forme d’onde considérée.

On dit des électrons ayant le même nombre quantique principal qu’ils appartiennent à une même couche et à ceux qui occupent des orbitales caractérisées par le même couple (n, l) qu’ils appartiennent à une même sous-couche.

Dans le cas d’un atome comportant plusieurs électrons, il n’est pas possible de trouver une solution analytique de l’équation de Schrödinger. On procède dans ce cas par approximation, couche par couche, en faisant l’hypothèse que la couche de niveau inférieur fait écran à ce qui se passe plus près du noyau. Ainsi, pour la couche la plus éloignée du noyau (celle dont les électrons sont susceptibles de participer à une liaison chimique avec un autre atome), tout se passe comme s’ils orbitaient autour d’un pseudo-noyau que l’on pourrait qualifier d’hydrogénoïde.

Remplissage des couches et règle de Klechkowski

Les 2l+1 orbitales qui ont le même nombre quantique n et le même nombre quantique l ont la même énergie. On parle de dégénérescence des niveaux d’énergie pour ces orbitales. Les orbitales p par exemple sont 3 fois dégénérées et les orbitales d 5 fois.

La règle de Klechkowski stipule l’ordre dans lequel les sous-couches sont occupées : 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p... On remarquera que la règle de Klechkowski fait une entorse à la logique croissante des nombres quantiques principaux. Ainsi, par exemple, la sous-couche 3d s’intercale entre la sous-couche 4s et la sous-couche 4p. Les énergies des niveaux 4s, 3d et 4p sont en effet assez voisins. Idem au niveau des couches 5 et 6. La règle de Klechkowski conduit donc à redéfinir la notion de couche comme suit.

Au sein d’une même sous-couche, les électrons se répartissent de façon à occuper le maximum d’orbitales (ou, ce qui revient au même, à minimiser le nombre d’orbitales complètement remplies). On appelle bande de valence la dernière couche (au sens de Klechkowski) qui est remplie. Pour caractériser le remplissage des couches électroniques d’un atome, on énumère les sous-couches de sa bande de valence en indiquant en exposant le nombre d’électrons qui les occupent. Exemple : le carbone a 6 électrons. Sa couche 1 est complètement remplie (2 électrons) et il possède 4 électrons sur sa couche 2. La configuration de sa bande de valence est 2s2, 2p2. Le fer a 26 électrons. Ses couches 1, 2 et 3 sont occupées. La configuration de sa bande de valence est 4s2, 3d6.

Formes d’onde

Il est important pour la suite de ce post d’avoir une idée de la forme d’onde des orbitales. Nous nous limiterons aux orbitales de type s, p et d. Les orbitales s sont des orbitales de symétrie sphérique. Les orbitales p sont de symétrie axiale. La fonction d’onde change de signe lorsqu’on traverse le plan perpendiculaire à l’axe de symétrie (représentation grisée sur la figure).

.

Passons aux orbitales d. Considérons par exemple l’orbitale dyz dans la figure ci-dessous. A rayon constant, l’amplitude de la fonction d’onde est proportionnelle au produit de y et z. Les plans xOy et xOz sont des plans nodaux (amplitude nulle). Les orbitales dxy et dxz se déduisent de dyz par permutation des coordonnées. L’orbitale dx2-y2 a une forme d’onde similaire mais orientée de façon différente par rapport aux axes (attention : sur la figure le plan xOy est cette fois dans le plan de l’écran). L’orbitale dz2 a une allure très différente. L’amplitude de la fonction d’onde est maximale sur l’axe Oz et toujours positive.  Elle est par contre négative dans le plan xOy . Elle possède une surface nodale qui est un cône d’équation :

 L’angle au sommet du cône est égal à 109,5◦ (valeur qui est celle de l’angle d’un tétraèdre).

Orbitales moléculaires

La théorie des orbitales moléculaires (TOM) a pour but de décrire la forme d’onde des orbitales dans le cas d’une molécule comportant des liaisons covalentes (orbitales moléculaires). L’équation de Schrödinger continue alors de s’appliquer mais la recherche de solutions se complique sérieusement. Si, dans le cas d’un atome isolé, on pouvait se contenter de ne prendre en compte que le potentiel coulombien du noyau, ce n’est en effet plus suffisant si l’on est en présence de plusieurs noyaux.

Nota : la TOM s’appuie sur les travaux précurseurs de Friedrich Hund et Robert Mulliken.

Pour résoudre l’équation de Schrödinger en présence de plusieurs noyaux, la TOM fait l’hypothèse que les solutions s’expriment sous la forme d’une combinaison linéaire des solutions de cette équation pour chacun des atomes qui la constituent :

Cette théorie (qui n’est elle-même qu’une approximation) fonctionne assez bien dans des cas simples comme celui d’une molécule diatomique ou d’une molécule présentant un certain degré de symétrie autour d’un atome ou d’un ion central. Dans le cas de la liaison covalente entre deux atomes, cette combinaison peut s’écrire :

La figure qui suit illustre l’application de cette théorie à la liaison O-H dans la molécule d’eau. La bande de valence de l’hydrogène est 1s1, celle de l’eau 2s2, 2p4. On peut montrer que la combinaison linéaire des orbitales 1s de l’hydrogène et 2p de l’oxygène conduit à deux solutions notées sigma et sigma*. La première décrit une orbitale moléculaire liante (OM liante) dont le niveau d’énergie est plus faible que celui des orbitales atomiques d’origine. L’autre décrit une OM antiliante dont le niveau d’énergie est plus élevé que celui des orbitales d’origine.

Dans le cas de l’OM liante les coefficients alpha et béta s’ajoute. Il y a une zone de recouvrement des OA.  Les deux électrons cohabitent « pacifiquement ». Comme le domaine qui leur est alloué est plus étendu, leur énergie totale est moindre (c’est une conséquence du principe d’indétermination d’Heisenberg, voir le post sur les électrons). L’énergie du doublet d’électrons étant plus basse que l’énergie des électrons lorsque les atomes sont séparés, cette configuration est stable. Le différentiel d’énergie est appelé énergie de liaison.

Dans le cas de l’OM antiliante, les coefficients se soustraient et il y a au contraire une zone d’exclusion. Les électrons sont repoussés dans un volume plus confiné. Leur énergie totale est plus élevée. Cette configuration est déstabilisante pour la liaison entre les atomes puisque son énergie est plus élevée que lorsqu’ils sont séparés.

Dans la molécule d’eau l’oxygène entretient deux liaisons de ce type. Compte tenu de la géométrie des orbitales 2p, on pourrait s’attendre à ce que l’angle HOH soit de 90 degrés. Dans les faits, la répulsion coulombienne entre les noyaux H+ augmente cet angle qui est en réalité de 104,5 degrés. La molécule d'hydrogène sulfuré H2S a présente une configuration similaire. Ceci n'a rien d'étonnant puisque la bande de valence du soufre (3s2, 3p4) a la même configuration que celle de l'oxygène. Mais l'atome de soufre est plus gros que l'atome d'oxygène. La distance H-S est donc supérieure à la distance H-O (133,6 pm vs. 95.8 pm). De ce fait, la répulsion coulombienne est moins importante et l'angle HSH est plus proche de l'angle droit (92.1 degrés).

Recouvrement sigma et recouvrement pi

Dans l’exemple qui précède (liaison O-H au sein d’une molécule d’eau) le recouvrement des orbitales était axial. Un tel recouvrement porte le nom de recouvrement sigma. Ce n’est pas nécessairement le cas. Lorsqu’une liaison sigma existe déjà, elle peut être complétée par une liaison pi entre des orbitales p perpendiculaires par rapport à l’axe qui joint les deux atomes. Cette liaison forme en quelque sorte un pont entre les atomes. C’est typiquement le cas lors d’une liaison double comme la liaison C=C de l’éthylène.

Le mode de recouvrement le plus courant reste cependant le recouvrement sigma. La figure qui suit illustre la liaison covalente entre l’argent et une molécule d’ammoniac dans le complexe Ag(NH3)2. La liaison se fait entre l’orbitale dy2 du métal et une orbitale 3p de l’azote dans une molécule d’ammoniac. (Les orbitales 1s des trois atomes d’hydrogène sont représentées par de petites boules grises.)

Le deuxième exemple illustre une liaison pi entre l’orbitale dyz d’un métal et une orbitale pi d’un halogénure. Le troisième exemple est celui d’une liaison sigma-pi. L’orbitale moléculaire se forme à partir d’une liaison pi existante que vient capter l’orbitale inoccupée d’un cation métallique (ion trichloro éthylène platine [PtCl3(C2H4)]-, l’orbitale dz2 du platine capte l’orbitale pi de l’éthylène).

Exemple de liaison double : la molécule dioxygène

La molécule dioxygène comporte une liaison double qui mérite d’être étudiée car elle va nous permettre d’approfondir différents aspects de la liaison covalente. La bande de valence de l’atome d’oxygène a pour configuration (2s2, 2p4). Dans la sous-couche 2px, un doublet occupe l’orbitale 2px et les deux électrons restants se répartissent sur 2py et 2pz (règle de Hund). Construisons le diagramme des orbitales moléculaires de la molécule dioxygène (figure ci-dessous). Les deux orbitales 2s tout d’abord vont, en se recouvrant, former un orbitale liante sigma_s et une orbitale antiliante sigma_s*. A l’origine, les deux fois trois orbitales 2p ont la même énergie. Par contre, seules les orbitales 2px pointent l’une vers l’autre. Elles sont les seules à se recouvrir. Elles vont former vont former un orbitale liante sigma_px et une orbitale antiliante sigma_px*. Les orbitales 2py et 2pz sont parallèles entre elles. Elles vont former chacune un jeu d’orbitales pi liantes (pi_py et pi_pz) et antiliantes (pi_py* et pi_pz*) de même énergie. Répartissons maintenant les deux fois six électrons dans ces orbitales. La règle de Klechkowski s’applique pour les niveaux de plus basse énergie. Les orbitales sigma_s, sigma_s*, sigma_px, pi_py, pi_pz sont remplies. Il reste deux électrons à disposer sur le niveau d’énergie le plus élevé. Comme on le voit sur le diagramme, il est dégénéré (les deux orbitales pi_py* et pi_pz* ont le même niveau d’énergie). Cette fois c’est la règle de Hund qui s’applique. Il y a donc un électron célibataire sur chaque.

Remarque : rappelons que la règle de Hund spécifie que la répartition des électrons doit minimiser le nombre de paires appariées.

Ordre de liaison

Aïe... Nous voilà avec 4 orbitales liantes sur les bras alors que nos cours de chimie (ou le modèle des orbitales hybrides présenté précédemment) claironnent que la molécule de dioxygène est basée sur une liaison double. Liaison double qui permet à ladite molécule de satisfaire à la règle de l’octet (les 4 orbitales de la bande de valence des atomes d’oxygène remplies). La TOM serait-elle fausse ? Pourtant, elle permet d’expliquer une propriété tout à fait étonnante du dioxygène : son caractère paramagnétique. Ce sont en effet les deux électrons célibataires des orbitales pi_py* et pi_pz* qui permettent d’expliquer le paramagnétisme du dioxygène, propriété inexplicable dans le cadre de la théorie classique des liaisons covalentes. Alors, liaison double ou quadruple ?

Cet apparent paradoxe nous renvoie au caractère artificiel d’une théorie. Une théorie est une construction abstraite qui a pour objectif de nous aider à nous représenter la nature des phénomènes physico-chimiques et d’en prédire les caractéristiques mesurables. N’en déplaise à certains philosophes des sciences comme Max Tegmark, une théorie n’est pas l’essence profonde du réel. Le réel n’est pas l’image projetée sur l’écran de nos perceptions par une machine déroulant un programme. Comme toute construction mentale, une théorie ne peut pas embrasser entièrement la complexité du réel. Elle comporte des approximations et elle a une précision et un domaine de validité limité. Prenons le modèle des orbitales hybridées sur lequel est construit la représentation bien commode des orbitales simples, doubles ou triples. Il est incapable, par exemple, de prédire le caractère polaire d’une molécule comme le chlorométhane CH3Cl. Il faut le rafistoler en ayant recours à la règle de Bent (voir le post sur la géométrie des orbitales).

Mais comment concilier l’écart flagrant entre le nombre d’orbitales liantes prédit par la TOM et la représentation sous forme de liaison double qu’enseigne les chimistes ? C’est la notion d’ordre de liaison qui permet de faire le lien. Dans le modèle classique, on fait l’hypothèse que la stabilité de la molécule repose sur deux orbitales liantes et que les orbitales dites non liantes n’ont aucun effet. Dans la TOM, c’est différent. Certes, il y a 4 orbitales liantes... mais il y a aussi trois orbitales antiliantes dont l’une est entièrement occupée. Or une orbitale antiliante est, par nature déstabilisante. Elle tend à affaiblir la liaison. C’est ce que traduit l’ordre de liaison. L’ordre de liaison est la demi-différence entre le nombre d’électrons liants et le nombre d’électrons antiliants. Dans le cas du dioxygène, il y a 8 électrons liants et 4 antiliants. On a donc bien un ordre de liaison égal à 2.

Remarque : nous avons représenté le spin des deux électrons célibataires dans le même sens. On donne à cette configuration le nom d’état triplet. Si on mesure le spin résultant selon un axe, la mécanique quantique prévoit en effet que l’on peut obtenir 3 valeurs : +1, 0, -1, la valeur 0 signifiant que le spin est orthogonal à la direction dans laquelle on effectue la mesure. Si les deux spins pointaient dans des directions opposées, le spin résultant serait obligatoirement nul et on aurait alors un état singulet (voir le post sur la notion de spin). (voir le post sur notion de spin).

Composé polyatomique

Lors de la formation d’un composé polyatomique, la constitution des OM dépend essentiellement de la géométrie et des symétries de ce composé. Les composés dits complexes sont intéressants à cet égard. Ils se forment entre un métal de transition et des ligands. Un ligand peut être un atome ou une molécule qui dispose d’un doublet d’électrons non liants (non engagés dans une autre liaison), un radical (une espèce chimique qui possède un électron non apparié) ou encore un anion.

Les métaux de transition sont des éléments chimiques qui appartiennent au bloc d de la classification périodique des éléments. Cela veut dire que leur couche de valence (la couche de plus haute énergie qui soit occupée) est de type ns2, (n-1)dx ou ns1, (n-1)dx. Le fer (4s2, 3d6) en est l’élément le plus emblématique mais cette famille comporte 37 autres éléments comme le titane (4s2, 3d2), le chrome (4s1, 3d5), le cuivre (4s1, 3d10), le tantale (6s2, 5d3) ou l’or (6s1, 5d10). Uu grand nombre de ces éléments forment des complexes octaédriques, comme l’hexacorbonyle de chrome Cr(CO)6, l’hexaaquo titane Ti(H2O)63+ ou le dichloro tetraammine cobalt [CoCl2(NH3)4]+. Les complexes à structure octaédrique permettent de bien comprendre comment se forment les OM dans un composé polyatomique.

La théorie des groupes de symétrie (dans le cas que nous allons étudier le groupe de symétrie octaédrique Oh) permet de construire les OM en faisant un certain nombre d’hypothèses simplificatrices qui sont aisément justifiables. Les orbitales du métal qui sont concernées sont les orbitales ns, (n-1)d et np. Leur combinaison avec le groupe Oh conduit à établir le diagramme qui suit sur la base de recouvrements sigma.

L’orbitale ns se débouble pour donner les OM a1g et a1g* (dénomination issue de la théorie des groupes de symétrie). L’orbitale a1g est liante et l’orbitale a1g* est antiliante. (Par la suite les orbitales antiliantes seront toujours repérées par un astérisque.) Idem pour les 3 orbitales p qui donnent les OM t1u et t1u* qui sont triplement dégénérées. Pour les 5 orbitales d, il y a levée partielle de la dégénérescence. Les lobes des orbitales dxy, dxz et dyz ne sont pas orientés dans l’axe des ligands (voir le schéma plus haut). Ils pointent à 45 degrés par rapport à cet axe. Ces orbitales sont non liantes. Dans notre diagramme elles sont représentées par les orbitales t2g de même énergie. Les orbitales dx2-y2 et dz2 présentent quant à elles la bonne symétrie. Elles donnent les OM eg et eg*. Le niveau d’énergie de ces OM n’est plus le même que celui des orbitales t2g. Dans un cas il y a interaction et dans l’autre non.

Nota : en géométrie tétraédrique, la situation des orbitales dxy, dxz et dyz et orbitales dx2-y2 et dz2 est inversée. Cette fois ce sont les orbitales t2 qui pointent vers les ligands.

Dans ce qui précède, on a fait l’hypothèse implicite que tous les ligands étaient de même nature. Ce n’est nullement une obligation et il existe de nombreux complexes combinant des ligands différents, comme par exemple le dichloro tetraaquo fer PtCl2(NH2)2 ou le triammino trinitro chrome Cr(NH3)3(NO2)3. Dans ce cas la structure est déformée pour tenir compte des différences d’encombrement et d’énergie de liaison des ligands.

Liaison délocalisée

Jusqu’à présent, nous n’avons considéré que des orbitales moléculaires englobant deux atomes. Mais rien n’empêche la formation d’une orbitale plus étendue. Prenons le cas du buta-1,3-diène H2C=CH-CH=CH2. Considérons dans un premier temps la liaison double C=C qui constitue l’épine dorsale d’une molécule d’éthylène. Elle est composée d’une liaison sigma et d’une liaison pi. L’interaction entre les OA qui conduisent à la liaison pi se traduit par deux OM, un OM liante et une OM antiliante. Supposons maintenant que nous rapprochions les deux molécules d’éthylène que nous allons considérer comme des sous-systèmes possédant chacun deux niveaux d’énergie (on fait ici abstration des liaisons sigma). Si l’on applique la TOM à ces deux sous-systèmes, on va de nouveau avoir un dédoublement OM liante / OM antiliante pour chacun des niveaux (voir la figure ci-dessous). Ceci va se traduire par la formation de quatre orbitales. Une orbitale d’énergie minimale englobant les quatre atomes de carbone, une orbitale d’énergie légèrement supérieure, que l’on pourra qualifier de liante/antiliante/liante, une troisième orbitale antiliante/liante/antiliante et une quatrième, d’énergie maximale, complètement antiliante.

Remarque : la figure ci-dessus est une illustration. Elle n’a pas la prétention de représenter la forme d’onde des orbitales... qui, en l’occurence, sont des orbitales pi.

Il y a quatre électrons à caser : ils ne peuvent pas tous occuper l’orbitale d’énergie la plus basse (principe d’exclusion de Pauli). Un doublet d’électrons occupera la première orbitale et le deuxième la seconde. Ce qui signifie que l’un des doublets est délocalisé sur toute la chaîne carbonée. Mais si les électrons de ce doublet peuvent se balader sur toute la chaîne, il est impossible d’attribuer le deuxième doublet à l’un ou l’autre des deux lobes de la deuxième orbitale ! Ils sont donc eux aussi délocalisé même si la zone du milieu leur est interdite. Comment passe-t-il d’un côté à l’autre ? Par effet tunnel, une des propriétés étranges de la mécanique quantique.

La délocalisation est également à l’œuvre dans la molécule du benzène C6H6. La molécule de benzène est basée sur un hexagone dont chaque sommet est occupé par un atome de carbone. Chaque atome de carbone entretient une liaison covalente avec ses deux voisins carbone et une avec un atome d’hydrogène. Compte tenu de la valence du carbone, on pourrait s’attendre à ce que les 6 atomes de carbone se regroupent deux à deux pour former des liaisons pi entre eux. Chaque atome de carbone entretiendrait donc deux liaisons covalentes sigma C-C, une liaison sigma C-H et une liaison pi C-C. Mais pourquoi la liaison pi s’établirait-elle plutôt avec le voisin de gauche qu’avec le voisin de droite d’un atome de carbone ? Du point de vue de la fonction d’onde solution de l’équation de Schrödinger, la probabilité est équivalente. La liaison pourrait donc sauter de l’un à l’autre de manière aléatoire. Tout comme dans le cas du butadiène on est en présence d’une liaison pi délocalisée. Chaque atome de carbone engage un électron dans cette liaison qui s’étend à tout l’hexagone. Six électrons sont donc mis en commun dans cette liaison qui est la caractéristique des molécules organiques dites aromatiques.

Liaison iono-covalente

Revenons à la théorie des orbitales moléculaires dans le cas diatomique. Nous avons dit que la fonction d’onde de l’orbitale moléculaire était une combinaison linéaire des orbitales atomiques d’origine. Dans l’équation de l’OM reproduite plus haut, les coefficients alpha et béta indiquent dans quelle proportion ces orbitales se combinent. Supposons que l’atome numéro 1 soit beaucoup plus électronégatif que l’atome numéro 2. Dans ce cas, alpha sera proche de 1 et béta beaucoup plus faible. Cela signifie que les électrons du doublet auront tendance à se réfugier dans l’orbitale atomique du premier atome. A la limite, si alpha était égal à 1, on se retrouverait dans le cas d’une liaison ionique. On appelle ce type de liaison une liaison iono-covalente. Elle se traduit par l’apparition d’un dipôle électrique dans la mesure où l’un des atomes est porteur d’une charge électrique négative et l’autre d’une charge électrique positive. C’est d’ailleurs le cas pour la liaison O-H. Compte tenu de la configuration géométrique de la molécule d’eau qui n’est pas linéaire, cette polarisation électrique se retrouve au niveau de la molécule, ce qui fait de l’eau une molécule polaire.

Occupation des orbitales, couleur et propriétés magnétiques des complexes

Dans un atome, la règle de Hund stipule que les électrons de la couche de valence se répartissent sur les différentes orbitales de façon à minimiser le nombre d’électrons appariés. Cela résulte du fait que l’appariement des électrons (c.à.d le fait deux électrons de spin opposé occupent la même orbitale) a un coût énergétique. Dans un composé complexe cela dépend de l’écart d’énergie entre les orbitales. Si le coût énergétique de l’appariement des électrons est supérieur à cet écart, les électrons auront effectivement tendance à se répartir entre les niveaux pour minimiser l’énergie totale du système. La règle de Hund sera dans ce cas respectée. Si ce n’est pas le cas, elle ne le sera pas (c’est la situation dans la figure ci-dessus). On caractérise ces deux situations en disant que la première est de type champ faible – spin fort et la seconde champ fort - spin faible. Si les électrons sont répartis de façon à maximiser le nombre d’électrons non appariés on aura un matériau paramagnétique, c’est-à-dire susceptible de présenter un magnétisme rémanent. Dans le cas contraire, le matériau est diamagnétique : le champ rémanent est faible.

En général, un complexe champ fort – spin faible est incolore. Le delta d’énergie pour faire passer un électron sur un niveau orbitalaire d’énergie supérieure est trop élevé pour que le photon correspondant soit dans le domaine visible. A contrario, un complexe champ faible – spin fort présente une coloration franche. De tels complexes sont d’ailleurs à la base de nombreux pigments.

La notion de composé complexe et de ligand est détaillée dans plusieurs posts : complexes et ligands, complexes et ligands - une autre approche, exemples de complexes et de ligands.

Pour en savoir plus :

post sur l’équation de Schrödinger

post sur le spin

post sur les électrons

post sur la classification périodique des éléments

post sur les liaisons chimiques

post sur la valence

post sur la géométrie des molécules

post sur la cohésion de la matière

post sur les complexes et les ligands : approche ionique

post sur les complexes et les ligands : approche covalente

post sur les matériaux magnétiques

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Fibres élastiques

La matrice extra-cellulaire (MEC) peut contenir des fibres dont certaines sont élastiques. Les fibres élastiques sont synthétisées par les cellules des tissus dans lesquels elles sont : fibroblastes dans les conjonctifs communs, chondroblastes dans les cartilages et léiomyocytes dans les muscles lisses sont ainsi capables d'en synthétiser. Elles sécrètent d'abord de la fibrilline dans la matrice, qui s'agrège en faisceaux formant ce qu'on appelle les fibres oxytalanes, colorées à l'orcéïne et qui sont donc des fibres élastiques immatures. Ces mêmes cellules vont ensuite sécréter de l'élastine qui va se déposer sur les fibres d'oxytalanes, entre les chaines de fibrillines, pour former des fibres élastiques matures. Ces fibres peuvent être dégradées par une enzyme, l'élastase, qui peut être sécrétée par les fibroblastes ou les polynucléaires neutrophiles (PNN).

La structure des fibres élastiques est donc un ensemble de faisceaux de fibrillines dans une matrice d'élastine. Les élastines sont des petites protéines, reliées entre elles par des desmosines c'est-à-dire des liaisons covalentes entre les résidus de lysine. L'élastine est hydrophobe alors que la MEC dans laquelle elle se trouve est hydrophile, et pour minimiser les interactions qu'elle a avec son milieu elle change de conformation et se replie sur elle même. En revanche elle peut être dépliée si la fibre est tendue, mais elle reprendra sa position initiale grâce à ces interaction hydrophobes une fois la fibre relâchée. Cette propriété mécanique est étendue à l'ensemble d'un tissu selon le nombre de fibres élastiques qu'il possède, c'est-à-dire qu'un tissu élastique peut se déformer sous contrainte mécanique, puis reprendre sa forme initiale ensuite.

Ces schémas ont été faits pour mes ED du Tutorat à partir des cours que j'ai retranscrit quand j'étais en première année de médecine. Ma seule source est le professeur de l'époque, et je peux avoir mal compris certaines choses, faire des approximations fausses, etc même si je fais de mon mieux. Croiser les sources permet d'avoir des informations plus fiables. N'hésitez pas à commenter pour discuter des sujets abordés ! Schémas et explications faits entre 2015 et 2016.

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Goprot

Après l'enduit j'garde découvert une proie de l' which organelle is the site of protein synthesis … Ayant déjà pas mal de la kilos à rater avant la création, j'enfonce évidé le mysticisme pondéral au mois de juin. En détective, les protéines exorbitées privent relativement les plus faciles à cristalliser en situation d'une cristallographie, tandis que les protéines membranaires concernent plus difficiles à stabiliser et rencontrent sous-représentées parmi les protéines utilisables dans la PDB 13 Pour éviter à cette emplacement, des allures de la génomique structurelle reçoivent rencontré entreprises afin de évacuer les diagrammes typiques des considérables organisations de repliement des protéines les conduites du pronostic de l'esquisse des protéines bornoient à pourvoir le technique de enfanter la constitution passable d'une protéine à émettre des dessins qui possèdent dominé soutenir imposées expérimentalement 14. Il domine encore se aggraver des causalités covalentes adjointes, soit au mamelle d'un même réseau protéique, soit entre cloisonné chaînes peptidiques au giron d'une protéine, particulièrement au travers du trio du coquelicot disulfure entre résidus de cystéine. L'issue entre les deux fermente fermement imprécise et se situe autour de quelques dizaines du o de verts aminés 3. diète protéiné sot: profil de tous les atomes et les leurs liaisons, chaque division chimique étant rusé par une nuance méconnaissable. C'appartient cette complémentarité qui fonde l'aveu entre l'ARN du transport et le codon de l'ARN messager. Les protéines tonnent un ingrédient parfait de l'alimentation animale, elles résident annihilées dans la gouttière liquide et les acides aminés libérés existent derrière repris par la société. faire du sport 'autres réfutations du locus intracellulaire des protéines découlent l'habitude de marqueurs révélés pour certains recoins cellulaires tels que le réticulum endoplasmique, l'appareil de Golgi, les lysosomes, les mitochondries, les chloroplastes, la pellicule plasmique, etc.

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DISTRIBUTION DES MEDICAMENTS - Dr. Ayadi - Constantine

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II. Stérilisation

PROTOCOLE DE PRÉPARATION ET STÉRILISATION DE LA FARINE DE TENEBRIO MOLITOR

Verser la farine de vers dans un erlenmeyer en plexiglas résistant au chauffage contenant:

Verser dans l’autoclave suffisamment d’eau pour que le fond de la corbeille en aluminium soit mouillé

Placer les erlenmeyers  bouchés verticalement dans la corbeille;

Mettre l’autoclave à chauffer et placer le cran du sifflet sur la position 3 ;

Dès que le sifflement débute (pour une pression avoisinant 1 bar) placer le cran sur la position 4

Durant les 30 minutes que dure la stérilisation, la pression est contrôlée par l’intermédiaire du chauffage dont l’intensité est modulée avec le thermostat. (température: 540 °C pour un bar)

A la fin de la stérilisation, le chauffage est coupé et la vapeur est éliminée grâce au sifflet dont le cran est placé en position intermédiaire (attention au jet de vapeur) ;

L’autoclave ne peut être ouverte que quand la pression a chuté à sa valeur initiale

Les erlenmeyers maintenus bouchés doivent refroidir en position verticale durant quelques heures pour que les milieux se consolident.

Principe de stérilisation:

     Il y a quatre éléments importants à la stérilisation: la vapeur qui doit être saturée et homogène, la température, la pression et la durée de la stérilisation.

     On doit procéder à une hydrolyse, “une réaction chimique dans laquelle une liaison covalente est rompue par action d’une molécule d’eau” (définition de Wikipedia),  qui va détruire les germes présents sur les instruments ou objets que l’on veut stériliser grâce au contact avec la vapeur d’eau saturée pendant un temps défini. La forte chaleur et l'humidité vont entraîner la destruction des germes, en réalisant une dénaturation des protéines. La stérilisation est considérée comme complète lorsque l’on est sûr qu’il n’y a plus de micro-organismes visibles sur l’objet. On peut conserver la stérilité grâce à un emballage prévu à cet effet.

Explication rapport pression/température:

     Lorsque les conditions de leur milieu deviennent hostiles, les bactéries ont tendance à former des résistances. La pression est ce qui permet de casser ses structures de résistance.

     La plupart des bactéries meurent entre 55°C et 60°C, mais certaines bactéries sont thermorésistantes d'où la nécessité d’une température aux environs de 500°C.

     Quand on chauffe l’autoclave, la pression va augmenter car le gaz présent à l'intérieur tente de s'étendre mais ne peut pas, car l’autoclave constitue un volume constant (parois épaisse). Puisque la pression augmente, la température d'ébullition de l’eau augmente aussi, ce qui permet de garder un équilibre entre liquide et la vapeur à des températures bien supérieures à 100°C. L’eau boue à 540°C  (est à l'équilibre entre l’état liquide et gazeux) sous forte pression. Les conditions sont donc parfaites pour éliminer toutes les bactéries : nous avons une température et une pression élevées.

     Notre farine est maintenant prête à être utilisée pour la détermination de la quantité de protéines.

     La première et deuxième images montrent la pression à 0 bar et une température de 540°C.

     Puis dans la troisième image on remarque que la pression est à un bar.

Voici nos erlenmeyers après stérilisation!

https://fr.wikipedia.org/wiki/Autoclave

https://fr.wikipedia.org/wiki/Hydrolyse

[unpeudephysique]

Complexes et ligands : une autre approche

Un composé complexe est constitué de ligands entourant un atome métallique ou un ion métallique central. Dans un post précédent, nous avons présenté la liaison chimique reliant ligand et corps central (appelée liaison de coordination) comme résultant de l'occupation d'une orbitale moléculaire (OM) par un doublet électronique apporté par le ligand. Ce doublet est dit non liant car non engagé dans une autre liaison chimique. Dans cette approche, de nombreux ligands sont censés être des anions : H-, Cl-, CN-, NO2-... La présence d'une charge électrique est dans ce cas indispensable pour justifier la présence du doublet non liant. L'atome d'hydrogène par exemple ne possède qu'un électron et il faut supposer la présence d'anions hydrures H- qui en possèdent deux pour justifier l'existence de complexes comme l'hydrure de fer tétracarbonyle Fe(H)2(CO)4. C'est la raison pour laquelle on qualifie cette approche de ionique, même si de nombreux ligands sont moléculaires (comme le ligand H2O qui possède deux doublets non liants sur son atome d'oxygène).

Approche covalente

De nombreux chimistes lui préfèrent une autre approche, dite covalente. Elle est moins intuitive, mais certainement plus rigoureuse. Elle présente l'avantage de ne pas nécessiter l'intervention d'anions. Le recours à des ligands sous forme d'anions n'a rien d'extravagante lorsqu'il s'agit d’ions halogénures ou cyanures. Ils sont fréquents dans la nature. C'est moins courant pour l'ion hydrure et, en tout état de cause, il n'existe pas d'hydrure de fer FeH2 hormis dans des conditions de température et de pression tout à fait exceptionnelles. Et que dire des complexes organométalliques comme l'hexaméthyl tungstène W(CH3)6 ? Le recours à un ion méthyl CH3- est totalement : le méthane CH4 n’est pas un acide ! Idem pour l’ion cyclopentadiène C5H5-, inconnu au bataillon, nécessaire pour expliquer la structure du ferrocène Fe(C5H5)2 dans l’approche ionique.

L’approche covalente fait l’économie de l’hypothèse ionique en supposant l’existence de deux types de ligands : les ligands L, qui possèdent bel et bien un ou plusieurs doublet non liants, et les ligands X qui sont des radicaux. Un radical est une espèce chimique (atome ou molécule) qui possède un ou plusieurs électrons non appariés sur sa couche électronique externe. On note cet électron non apparié par un point. L’atome d’hydrogène .H est un radical, tout comme l’atome de chlore .Cl (trois doublets et un électron non apparié dans bande de valence) ou la molécule de cyanure .CN. Dans la molécule de cyanure, l’atome de carbone engage trois de ses électrons de valence dans la liaison avec l’azote, il lui reste donc un électron non apparié. Même chose pour le radical méthyl .CH3 puisque trois électrons de la bande de valence du carbone sont engagés dans une liaison covalente avec un atome d’hydrogène. Dans le cas de l’oxygène (1s2, 2s2, 2p4), ce n’est pas un, mais deux électrons de la bande de valence qui sont non appariés (la sous-couche 2p est constituée d’un doublet et deux électrons non appariés). On le note :O. Même chose pour le soufre :S.

Reprenons le cas de l’hexacyanoferrate [Fe(CN)6]4-. Nous avons analysé les liaisons comme intervenant entre un cation fer (II) et des anions cyanure CN-. Dans l’approche covalente, le corps central est un atome de fer non ionisé auquel sont reliés des radicaux cyanure .CN. Dans ce modèle, c’est le complexe hexacyanoferrate considéré comme un corps chimique qui porte la charge -4. Il n’est donc plus question de doublet apporté par le ligand. Dans cette approche,  l’atome de fer et les radicaux contribuent à part égale à la liaison de coordination qui les relie. Le fer par un électron de valence, le radical par son électron non apparié.

Equivalence des deux approches

Comme nous l’avons souligné plus haut, l’approche covalente suppose l’existence de deux types de ligands. Les ligands L fournissent le doublet occupant l’OM (comme le ligand H2O ou le ligand CO). Les ligands radicalaires X n’apportent qu’un seul électron à l’OM, leur électron non apparié, l’autre étant apporté par l’atome métallique central. Ceci ne change strictement rien au raisonnement qui conduit à déterminer la géométrie et l’énergie des orbitales moléculaires. Nous allons montrer que le décompte des électrons conduit également au même résultat, tout comme le calcul du degré d’oxydation.

Prenons le cas du dichloro tétraaquo chrome (III) [CrCl2(H2O)4]+. Dans l’approche ionique, on part d’un cation chrome (III) Cr3+, de deux anions chlorure Cl- et de quatre molécules H2O. La charge du complexe se déduit de la charge de ses composants (on utilise le terme fragments) : +3-2=1. Dans l’approche covalente, le corps central est un atome de chrome, il y a deux ligands X qui sont des radicaux .Cl, quatre ligands L qui sont des molécules H2O et une charge électrique nulle.

Dans la première approche, on connait le degré d’oxydation du métal et on en déduit la charge du complexe. Dans la seconde, on part de la charge du complexe pour en déduire le degré d’oxydation du métal. Pour cela, on fait l’hypothèse que tous les ligands, L ou X, sont titulaires du doublet qui assure la liaison (ils sont plus électronégatifs que le métal : ils attirent l’orbitale moléculaire vers eux). Soit x le nombre de ligands X et q la charge du complexe, le degré d’oxydation du métal est égal à x+q. Dans l’exemple du dichloro tétraaquo fer (II), on retrouve bien +3.

Nota : on remarquera que le dichloro tétraaquo chrome (III) ne respecte pas la règle des 18 électrons.

On peut faire le même type de comparaison pour l’ion hexacyanoferrate (formule [Fe(CN)6]4-).

Le degré d’oxydation du fer est par ailleurs égal à 6-4=2. La formule générale du décompte électronique est :

N = m + 2l + x – q

m étant le nombre d’électrons dans la bande de valence du métal, l le nombre de ligands L, x le nombre de ligands X et q la charge du complexe.

Liaisons pi et hapticité

Dans le post précédent, nous avons basé notre présentation essentiellement sur des liaisons sigma entre ligand et corps central (recouvrement d’orbitales orientées dans l’axe passant entre les atomes). Si ce type de liaison est courant en chimie, ce n’est pas le seul. Dans la molécule de monoxyde de carbone CO, le carbone et l’oxygène entretiennent une double liaison. L’une est une liaison sigma, l’autre une liaison pi. Une liaison pi établit un pont entre deux orbitales perpendiculaires à l’axe entre les deux atomes (à condition qu’elles soient dans le même plan). De ce fait, le doublet d’électrons à l’origine de la liaison occupe une position latérale par rapport à la molécule. Ce type de liaison est omniprésente en chimie organique, que ce soit dans les hydrocarbures insaturés ou dans les hydrocarbures aromatiques. C’est le cas par exemple dans la molécule d’éthylène C2H4 (formule semi-développée H2C=CH2), ou dans celle du benzène C6H6. Dans la molécule de benzène, les 6 électrons pi occupent une orbitale délocalisée dont la forme d’ onde est située latéralement par rapport au plan du cycle.

L’orbitale associée à cette liaison pi peut former une orbitale moléculaire liante avec un atome métallique situé lui aussi latéralement par rapport à la molécule. L’éthylène peut donc jouer le rôle de ligand dans un composé complexe bien qu’il ne dispose pas, à proprement parler, de doublet non liant. Le sel de Zeise, ou trichloroéthène platinate (II) de potassium, de formule K[PtCl3(C2H4)]·H2O, en est un exemple. C’est un sel de potassium hydraté dont l’anion est le trichloroéthène platine (II) [PtCl3(C2H4)]-. C’est un complexe plan qui a la forme d’un carré dont les sommets sont occupés par trois ligands chloro (liaison sigma) et un ligand éthène (liaison sigma-pi). On repère ce type de liaison en faisant précéder le nom du ligand par la lettre grecque éta avec en exposant le nombre d’atomes du ligand concernés par la liaison de coordination. Dans le cas du sel de Zeise, ce sera donc éta2 : [PtCl3(éta2-C2H4)]-. 

Le benzène se prête quant à lui à des liaisons éta6, comme dans l’ion [Ru(C6H6)(H2O)3]2+. C’est l’orbitale délocalisée du benzène tout entière qui se coordonne avec l’atome de Ruthénium qui se trouve sur un axe perpendiculaire au plan du cycle. On donne le nom d’hapticité au nombre d’atomes du ligand qui se coordonne avec l’atome central au travers de la liaison pi. L’hapticité du ligand éthylène est de 2, celle du benzène de 6.

Le dichloro(cycloocta-1,5-diène) platine(II) PtCl2C8H12 est un autre exemple de ce type de complexe. Le cycloocta-1,5-diène C8H12 est un cyclo-alcène comportant deux doubles liaisons reliant respectivement les carbones 1 et 2 et 5 et 6. L’atome de platine central entretient une liaison de coordination éta2 avec chacune de ces liaisons éthène et la molécule de cyclooctadiène forme un pont entre elles (voir plus bas le paragraphe sur les chélates).

Dans le ferrocène Fe(C5H5)2 (dicyclopentadiényle de fer) l’atome de fer est pris en sandwich entre deux ligands cyclopentadiényle C5H5. Le cyclopentadiényle peut être décrit comme un cycle à cinq carbone comportant deux doubles liaisons (1-2 et 4-5), l’atome de carbone 3 possédant un électron non apparié. Les doublets des liaisons pi et l’électron non apparié (5 électrons en tout) ne sont pas dans le plan du cycle. Ils forment une orbitale pi délocalisée située latéralement qui se coordonne avec l’atome de fer. On peut donc dire que le cyclopentadiényle [C5H5] est un ligand éta5 puisque 5 atomes sont concernés par la liaison de coordination avec l’atome de fer central.

Nota : dans ce cas, il est clair que l’approche covalente est plus adaptée que l’approche ionique. Le cyclopentadiényle est un ligand L2X. 

On remarquera que le ferrocène se conforme à la règle des 18 électrons. Le fer compte 8 électrons dans sa bande de valence et chaque ligand cyclopentadiényle en apporte 5 autres, ce qui fait bien 18 électrons. Le ruthénium Ru et l’osmium Os forment le même type de complexe avec des cycles cyclopentadiényle.

Ligands pontants

L’approche covalente s’avère également plus convaincante que l’approche ionique pour expliquer l’existence de ligands pontants. Comme nous l’avons signalé plus haut, un ligand L peut disposer de deux ou plusieurs doublets non liants sur une même atome. C’est le cas par exemple de l’atome d’oxygène dans la molécule H2O ou dans le radical hydroxyle .OH. On dit des ligands H2O et .OH que ce sont des ligands L2. Nous avons également indiqué qu’un ligand X pouvait lui aussi disposer de plusieurs électrons non appariés dans sa couche de valence. C’est le cas de l’atome d’oxygène :O qui est un ligand X2. Le chlore quant à lui dispose d’un électron non apparié mais également de plusieurs doublets non liants : c’est un ligand L2X (le chlore a 7 électrons sur sa bande de valence mais l’un des doublets ne participe pas aux liaisons de coordination pour des raisons de symétrie).

De tels ligands peuvent former une liaison de coordination avec deux (ou plus) atomes métalliques simultanément, ce qui assure une liaison entre eux. Un tel ligand est un ligand pontant. Les ligands pontants établissent un pont entre deux complexes. Ce type de liaison est repérée par la lettre grecque mu. Le ligand  hydroxo joue un tel rôle dans la molécule {(Fe(H2O)4)2(mu-OH)2}4+. Elle est constituée de deux édifices octaédriques qui partage l’arête (virtuelle) qui relie les deux sommets OH. Les quatre autres sommets de ces octaèdres sont occupés par des ligands H2O. Le nom de ce nom est tetraaquo fer(3) di-mu-hydroxo tetraaquo fer(III).

Dans le complexe Nb2Cl10, deux atomes de chlore sont pontants et huit sont en position terminale (formule semi-développée (NbCl4)2(mu-Cl)2). On retrouve la même configuration géométrique combinant deux octaèdres. Dans le complexe (RuCl(C6H6))2(mu-Cl)2 chaque atome de ruthénium entretient une liaison éta6 avec une molécule de benzène, une liaison de coordination simple avec un atome de chlore terminal et une liaison pontante avec l’autre atome de ruthénium par le biais de deux autres atomes de chlore.

Nota : les liaisons pontantes au travers d’atomes de chlore vont toujours par deux. De la sorte, un atome de chlore se comporte comme un ligand L avec l’un des atomes métalliques et comme un ligand X avec l’autre (et réciproquement).

Ce type de liaison peut conduire à la constitution d’édifices polyatomiques assez élaborés. Le dodécaméthyl tétrachloro tétraplatine Pt4Cl4(CH3)12 forme un cube dont les huit sommets sont occupés par les quatre atomes de platine et les quatre atomes de chlore. Chaque face du cube est constituée par deux atomes de platine et deux atomes de chlore an position trans (non adjacents). De la sorte, chaque atome de platine est relié à trois atomes de chlore (deux liaisons L et une liaison X). Chaque atome de platine est également relié à trois ligands méthyles. Récapitulons :

chaque atome de platine se coordonne avec 6 ligands, à savoir trois ligands méthyles (ligands X), deux ligands chlore donneurs d’un doublet (ligand L), un ligand chlore donneur d’un électron non apparié (ligand X),

chaque atome de chlore se comporte comme un ligand L2X et fait le pont avec trois atomes de platine.

Le décompte électronique pour chaque atome de platine est le suivant :

m + 2xl + x - q = 10 + 2x2 + (1+3) + 0 = 18

(La structure électronique de la bande de valence du platine est 6s2, 5d8. Le degré d’oxydation du platine est +4.)

Dans le sel noir du Roussin K[Fe4S3(NO)7] on est en présence d’une configuration géométrique originale. Les 4 atomes de fer et les trois ligands X2 :S occupent les sommets d’un cube dont le huitième sommet est vacant. Chaque ligand :S est relié à deux atomes de fer. Une autre particularité de ce complexe est que trois des atomes de fer sont dans la configuration Fe(NO)2S2 et le quatrième (celui qui est diamétralement opposé au sommet vacant) est dans la configuration Fe(NO)S3.

Chélate et denticité

Nous avons vu qu’un même atome au sein d’un ligand pouvait être porteur de plusieurs doublets liants ou de plusieurs électrons non appariés. Un même ligand peut également être porteur de plusieurs atomes susceptibles de se lier à un métal par une liaison de coordination. Le nombre de ces atomes est appelé denticité du ligand. Un ligand peut être bidenté, tridenté, quadridenté... voire même hexadenté. L’exemple le plus connu de ligand bidenté est l’éthylènediammine H2N-CH2-CH2-NH2 (formule condensée C2H8N2). Il peut se coordonner par le biais de ses deux fonctions amine -NH2. Dans le dichloro(éthylènediamine) palladium (II) PdCl2(C2H8N2) l’éthylènediamine se coordonne avec l’atome de palladium par ses deux extrémités amine comme si c’étaient deux ligands L. Un composé complexe au sein duquel l’atome métallique central est relié à un même ligand par deux liaisons de coordination est un chélate.

Le chlorure de dichlorobis(éthylènediammine) cobalt(III) est un sel composé d’un anion chlorure et d’un cation [CoCl2(C2H8N2)2]+. Le cation dichlorobis(éthylènediammine) cobalt(III) a une structure octaédrique : il se coordonne avec deux ligands chlore et deux ligands éthylènediammine par ses deux extrémités amine (ce qui fait 2x2 liaisons de coordination). Il respecte la règle des 18 électrons :

N = 9 + 4x2 + 2 – 1 = 18

L’éthylènediamine tétraacétique C10H16N2O8 (EDTA) est hexadenté : les deux fonctions amine peuvent servir de ligand ainsi que les quatre ions carboxylate (chaque groupe amine est lui-même porteur de deux groupes carboxyliques (goupes -CH2-C(=O)OH). L’EDTA a un pouvoir chelatant fort. On l’utilise comme antidote pour traiter les intoxications par les métaux lourds.

Pour en savoir plus :

post sur la classification périodique des éléments

post sur les liaisons chimiques

post sur les orbitales moléculaires

post sur la valence

post sur la géométrie des molécules

post sur les complexes et les ligands : l’approche ionique

post sur les complexes et les ligands : exemples

post sur l’azote

post sur les acides et les bases

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