INTRODUCTION : Jacques SINTES.

Il y a environ 4,6 milliards d'années, de gigantesques tourbillons de matière - composés de 266 atomes et de centaines d'éléments chimiques, avec comme élément générateur de tous ces phénomènes le lourd métal (fer-nickel) - ont construit, en leur centre, un énorme noyau sur lequel sont venus s'agréger tous ces éléments pour former ce qui deviendra notre planète (agrégation : action d'agréger, de réunir des éléments distincts pour former un tout homogène).

Il y a 4 milliards d'années, cette gigantesque transformation d'énergie gravitationnelle en énergie thermique a créé notre Terre sous la forme d'un océan de magma en fusion, une matière plus ou moins pâteuse, épaisse, visqueuse, dégageant chaleur et gaz.

Alors qu'elle commençait à refroidir, lentement, s'abattait une multitude de météorites :


- apport de matières qui, par collision et chaleur, se métamorphisaient ;
- ces collisions eurent pour conséquence, en particulier, la formation de gaz condensables, de nuages , de l'atmosphère et, enfin, de la pluie ;
- création de l'océan primordial, la Panthalassa et du premier continent, la Pangée (continent unique existant à la fin du Paléozoîque et qui s'est ensuite séparé en Laurasie, au nord, et Gondwana, au sud) .

Cette "coquille", qui se formait, aurait pu avoir de graves conséquences pour cette planète terre : la chaleur qui y régnait et, surtout, les gaz qu'elle contenait, l'auraient fait exploser !

Alors, elle inventa les volcans, véritables soupapes de sécurité (entretenus par le célèbre Petit Prince).

Mais que sont ces gaz condensables, comment se forment-ils ?

Grâce à Antoine WARIN (60) passionné par le phénomène des gaz condensables, nous allons mieux comprendre ce fonctionnement.

GAZ CONDENSABLES
(Antoine WARIN)

La condensation est le passage d’un gaz à l’état liquide ou solide. Elle s’effectue soit par baisse de température, soit par hausse de pression, si toutefois la température du gaz est inférieure à sa température critique ; sinon, la simple compression ne suffit plus à le condenser.

La changement d’état liquide à gazeux est caractérisé par la température d’ébullition à pression donnée. Pour condenser un gaz, il faut diminuer la température jusqu’à cette valeur. On peut donc condenser tous les gaz, du moins en se donnant les moyens de baisser suffisamment la température.

On voit que les gaz les plus facilement condensables sont ceux dont la température d’ébullition est haute, la baisse de température d’ébullition étant moins importante que pour les autres gaz.

La question est donc de savoir de quelles caractéristiques du corps dépend sa température d’ébullition.

L’état gazeux est caractérisé par une forte agitation moléculaire. Pour créer cette agitation, il faut fournir une énergie d’autant plus importante que la masse moléculaire du corps est importante. Cette énergie transmise aux molécules est proportionnelle à la température.
A partir d’une certaine température, donc d’une certaine énergie, l’agitation est suffisante pour le passage à l’état gazeux.
Lors de la condensation, le « manque » d’énergie dû à la baisse de température liquéfie (ou solidifie) le corps.

On voit donc que les corps de masse moléculaire importante se condensent plus facilement que les autres, et donc avant eux, car cette masse moléculaire plus importante augmente leur température d’ébullition.

Mais la masse moléculaire seule ne permet pas d’expliquer la valeur de la température d’ébullition de corps comme H2O, HF ou NH3. Pour ces trois corps, il se forme des liaisons intermoléculaires (liaisons hydrogènes) dues à de légères dépolarisations. Pour augmenter l’agitation moléculaire de ces corps, il faut briser ces liaisons donc fournir plus d’énergie.
Cela explique leur température d’ébullition élevée par rapport à des corps de masse moléculaire pourtant supérieure et leur facilité à se condenser.

Les dépolarisations présentes dans les molécules H2O, HF et NH3 sont dues à une différence d’électronégativité entre leurs éléments. L’électronégativité est la faculté d’un élément d’attirer vers lui les électrons d’une liaison chimique. Sur le tableau de la classification périodique, elle varie de façon croissante de gauche à droite et de bas en haut. N, O et F sont donc les éléments les plus fortement électronégatifs.

Dans les molécules H2O, HF et NH3, il se forme autour de O, F et N un léger excédent électronique (dépolarisation négative).
La molécule étant globalement neutre électriquement, une légère dépolarisation positive, due au déficit électronique se forme autour de H.
L’attraction électronique entre deux molécules forme une liaison de faible intensité : la liaison hydrogène.

Lorsque la différence d’électronégativité entre deux éléments est forte, la liaison devient ionique : la délocalisation électronique est totale (exemple Nacl: Na +cl -). Si cette différence est faible, la liaison est covalente.