RADICAL, chimie

En chimie, la notion de radical trouve son origine, vers les années 1830-1840, en une problématique venue de la philologie, une nouvelle discipline alors influente. Les philologues s'intéressaient aux racines des mots, et les chimistes ne furent pas en reste. Ils s'intéressèrent à la racine de cet équivalent du mot qu'est une formule représentant une molécule et ils dénommèrent « radical » cette racine.

Les molécules sont faites d'atomes, mais que le méthanol réponde à la formule brute COH₄ et l'éthanol à la formule brute C₂OH₆ ne nous éclaire aucunement sur ce qui fait tant la ressemblance que la différence entre ces deux molécules, l'une et l'autre de la même famille des alcools. Il est plus fructueux d'ignorer les atomes (arbres) au bénéfice des groupements d'atomes (bosquets) dont l'assemblage forme les forêts.

Le modèle est, répétons-le, le lexique. Concevoir méthanol et éthanol comme CH₃OH et C₂H₅OH, respectivement, permet d'y distinguer, tel un suffixe dans un mot, la fonction alcool, que repère le groupement OH. Dans le méthanol, elle est couplée au groupement méthyle CH₃. Dans l'éthanol, cette même fonction alcool est couplée au groupement éthyle C₂H₅. On perçoit bien, à la simple lecture des deux paires (méthanol, méthyle) et (éthanol, éthyle), tant la présence d'une nomenclature systématique sous-jacente, que l'influence de la racine, au sens philologique. Il n'est donc pas surprenant qu'on puisse parler du radical méthyle CH₃ ou du radical éthyle C₂H₅.

Qui plus est, la notion de radical est féconde ; elle permet de classer toutes sortes d'autres molécules, faisant elles aussi partie de la chimie organique. On peut assortir un radical donné d'une série de fonctions différentes, comme, pour donner trois exemples seulement, les fonctions acide, aldéhyde et amine, que représentent respectivement les groupements COOH, CHO et NH₂. Cela rend compte entre autres des molécules CH₃COOH, CH₃CHO et CH₃NH₂. On peut aussi combiner les radicaux entre eux : l'addition de deux radicaux méthyle fait l'éthane H₃C-CH₃, l'addition d'un radical méthyle et d'un radical éthyle fait le propane H₃C-C₂H₅, et l'addition de deux radicaux éthyle fait le butane H₅C₂-C₂H₅. Cette amorce d'une combinatoire a engendré les quatre premiers termes d'une série, celle des hydrocarbures dits saturés, méthane, éthane, propane et butane.

Si l'on soumet à l'analyse le radical éthyle C₂H₅, on constate qu'il consiste en l'union du radical méthyle CH₃ déjà défini et d'un autre radical, le méthylène CH₂. En conséquence, la molécule d'alcool ordinaire ou éthanol s'écrit CH₃CH₂OH. De la sorte, le mot moléculaire « éthanol » a été syllabisé en ces trois modules que sont les radicaux méthyle et méthylène et la fonction alcool. Cette dernière est elle-même un radical.

Caractérisation et réalité des radicaux

Nous n'avons envisagé jusqu'ici le découpage des molécules en radicaux que d'une manière formelle. Les trois questions qui se posent sont celle de l'éventuel arbitraire d'un tel découpage ; celle de la caractérisation des radicaux présents dans une molécule donnée, telle qu'une molécule inconnue découverte dans la nature ou produite dans une réaction ; celle enfin de l'existence de ces radicaux dans la réalité.

La première question trouva sa réponse au cours du xix^e siècle. Revenons à l'exemple de l'éthanol C₂H₆O. On peut le considérer soit comme la somme d'une molécule d'éthylène C₂H₄ et d'une molécule d'eau H₂O, soit comme la réunion des deux segments radicalaires C₂H₅ et OH. Certes, il est vrai qu'on peut obtenir l'éthanol par union entre l'éthylène et l'eau. Cela est satisfaisant pour l'esprit : deux molécules[...]