Atomes d'hydrogène et d'oxygène Atomes de carbone et de cuivre

Une représentation de la molécule d'hydrogène.



Une représentation de la molécule d'oxygène.

Qu’elle soit inerte ou vivante, d’origine naturelle ou artificielle, la matière est faite de l’assemblage plus ou moins régulier et plus ou moins dense de toutes petites particules de matière que l’on appelle des atomes. Telles les briques d’un mur d’habitation, ces atomes sont en quelque sorte les briques qui fondent toute la matière de notre Terre et d'une bonne partie de l’Univers.
Mais ces briques sont si petites qu’elles demeurent irrémédiablement invisibles à notre œil : il faudrait en effet empiler environ un million d’atomes pour obtenir l’épaisseur d’un cheveu !

Ces atomes restent rarement seuls, ils s’associent spontanément les uns aux autres. Et bien que leur nombre soit limité, la diversité des assemblages auxquels ils conduisent a permis d’engendrer la très grande variété du monde qui nous entoure.

Dans la nature, on peut trouver ces atomes réunis en très grand nombre, comme dans les métaux par exemple : c’est ainsi que le cuivre est un assemblage très ordonné d’atomes de cuivre, idem pour le zinc, l’aluminium, le plomb…

Une représentation de la structure microscopique du cuivre.
(Ill. R. Bichac)

Ces atomes peuvent aussi s’associer en nombre limité. Ils forment alors une entité que l’on appelle une molécule, une molécule étant un ensemble fini et stable d’atomes arrangés selon une géométrie particulière. Il en existe de toutes les tailles.

Les plus petites sont constituées de deux atomes, telles les molécules d’hydrogène constituées de deux atomes d’hydrogène et notées H₂ (H pour atome d’hydrogène) et les molécules d’oxygène notées O₂ (O pour atome d’oxygène).

Mais il en existe aussi de très grosses, formées d’un très grand nombre d’atomes : c’est le cas des molécules dont sont constitués les polymères (les plastiques, les colles…); celles-ci sont en effet formées de l’enchaînement d’un même motif moléculaire répété plusieurs centaines ou milliers de fois.

Une représentation de la molécule de polyéthylène (CH₃-(CH₂)_n-CH₃)
Le polyéthylène est un plastique obtenu par polymérisation de l'éthylène.
(Ill. R. Bichac)

Ces molécules peuvent elles-mêmes se rassembler entre elles de manière très variée. Groupées en très grand nombre, elles donnent alors naissance à d’autres corps.

Mais qu’en est-il de l’eau ?