RÉACTION, chimie
Processus associatifs ou dissociatifs
La science a vocation à simplifier, afin d'isoler les différents facteurs qui jouent un rôle dans un phénomène. Ainsi, les chimistes vont observer une réaction comme Cl–+CH3Cl→ ClCH3+Cl–, où apparemment il ne se passe rien puisque l'état final semble identique à l'état initial. Pour y parvenir néanmoins, l'astuce consiste dans le marquage isotopique. On suit donc une transformation comme 35Cl–+CH337Cl→ 35ClCH3+37Cl–, où 35Cl et 37Cl sont deux isotopes de l'élément chlore, différant par le nombre de neutrons nucléaires, 18 et 20 respectivement. Le mécanisme de cette transformation peut se déterminer ainsi, à la fois de manière expérimentale et par des calculs de chimie quantique : les deux particules Cl– et CH3Cl, lorsqu'elles entrent en collision, doivent être orientées l'une par rapport à l'autre d'une façon très particulière, sinon la réaction ne peut pas se faire ; en l'occurrence, l'attaquant 35Cl– doit se positionner à l'arrière de la molécule CH337Cl, dont l'atome37Cl occupe l'avant et dans le droit prolongement de l'axe de la liaison carbone-chlore. En outre, cette même réaction est un processus associatif : la coordinence de son état de transition, intermédiaire entre l'état initial et l'état final, est augmentée d'une unité par rapport à celle des états initial et final (dans un processus dissociatif, la coordinence de l'état de transition est au contraire diminuée d'une unité par rapport à celles des états initial et final). Ici, puisque CH3Cl est de coordinence quatre – l'atome de carbone porte quatre autres atomes, aux sommets d'un tétraèdre dont il occupe le centre –, cet état de transition est de coordinence cinq : l'atome de carbone y est porteur des deux atomes de chlore et des trois atomes d'hydrogène. Sa géométrie se caractérise, comme il a déjà été dit, par un angle ClCCl de 1800 ; vis-à-vis de cet axe, les trois atomes d'hydrogène H se trouvent dans un plan perpendiculaire, avec des angles HCH de 1200 : ce qui forme une bipyramide trigonale. Il y a lieu de retenir de cet exemple qu'une réaction chimique n'affecte pas seulement les atomes directement impliqués, ceux de chlore en l'espèce, mais qu'elle fait intervenir tout un bouleversement, un remaniement d'ensemble des atomes du site soumis à réaction.
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Écrit par
- Pierre LASZLO : professeur honoraire à l'École polytechnique et à l'université de Liège (Belgique)
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