RÉACTION, chimie

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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 35Cldoit se positionner à l'arrière de la molécule CH337Cl, dont l'atome 37Cl 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 [...]


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Écrit par :

  • : professeur honoraire à l'École polytechnique et à l'université de Liège (Belgique)

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Pour citer l’article

Pierre LASZLO, « RÉACTION, chimie », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 05 juillet 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/reaction-chimie/