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Alors que je prépare un article de didactique...

Alors que je prépare un article de didactique de la chimie, je m’aperçois qu’il n’y a pas de raisons de ne pas mettre immédiatement en application les idées que je propose de partager avec des collègues.

L’article discute les notions d’éléments, d’atome, de molécule, de composé, de substance...

Mais partons de l’idée d’atome. Oublions les acceptions anciennes, périmées, qui ont eu cours jusque dans les années 1960, et commençons par considérer un peu d’eau.

Ce que l’on nomme "eau", et dont le nom est légitime, c’est une "substance", un objet matériel.
Qu’il soit liquide, gazeux, solide, l’eau est de l’eau.

Quand on le regarde à l’aide d’un super-microscope, on voit que l’eau est faite d’objets tous identiques, et que l’on nomme des "molécules".

En l’occurrence, on dit parfois que ces molécules sont des "molécules d’eau".

Et si l’on cherche à fragmenter ces molécules par des procédés "chimiques" (plus ou moins l’énergie du "feu"), alors on peut séparer ces molécules en objets qui, eux, ne se séparent plus par des procédés qui mettent ces énergies en jeu. Les objets récupérés sont des "atomes".

Plus précisément, quand on analyse une molécule d’eau, on découvre qu’elle est faite d’atomes de deux sortes : des atomes d’une sorte ont été nommés "atomes d’oxygène", et des atomes d’une autre sorte ont été nommés "atomes d’hydrogène".

Il y a, dans une molécule d’eau, un atome d’oxygène et deux atomes d’hydrogène.

Et les mots "oxygène", ou "hydrogène", désignent donc des catégories d’atomes. Ce que l’on a nommé des "éléments".

Et c’est ainsi que, d’un côté, on a les objets matériels : atomes, molécules, substance ; de l’autre des catégories : les éléments.

Du côté des catégories, il y a diverses "espèces chimiques", qui sont par exemple les "composés", les "espèces ioniques", les "métaux"...

- les composés ? Ce sont des catégories, dont les molécules sont "composées" d’atomes appartenant à des éléments différents.
Pour "tenir ensemble", les atomes partagent des objets nommés "électrons".

Par exemple, le méthane est un composé, puisque les molécules de méthane sont faites d’un atome de carbone (appartenant à la catégorie de l’élément carbone) et de quatre atomes d’hydrogène (l’élément hydrogène).

- les espèces ioniques ? Cette fois, ce sont des assemblages d’ "ions", c’est-à-dire d’atomes qui se sont échangés une partie, nommée électron.
J’insiste : ici, les électrons ne sont plus mis en commun, mais échangés.

Par exemple, un cristal de sel est un empilement régulier et alterné d’un ion chlore (on dit "chlorure", mais c’est un détail) et d’un ion sodium.
Ici, les atomes de sodium ont cédé un électron, et les atomes de chlore en ont gagné un.

- les espèces métalliques ? Dans un bloc de fer, il n’y a que des atomes de fer (l’élément), mais ils mettent en commun des électrons, et cela est à l’origine de leur aspect brillant.

Finalement, on le voit, on comprend mieux si l’on ne confond pas les objets matériels et les catégories !

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