Les propriétés chimiques de l’eau
Nous nous sommes déjà tous demandés si nous étions seuls dans l’univers. Existe-t-il une vie autre part que sur Terre ? Pour cela, il faut comprendre comment la vie est apparue sur Terre. L’Homme a émis des théories comme celle de la génération spontanée par Aristote. Mais nous avons compris grâce aux recherches de Louis Pasteur que la vie a besoin d’un milieu pour se former et n’apparaît pas spontanément.
La vie est le résultat de nombreuses réactions chimiques. Pour maximiser ce nombre de réaction, il faut un milieu assez dense où les molécules se croisent fréquemment. Cependant, il faut aussi que les molécules puissent bouger sinon elles ne pourront pas réagir entre elles. C’est pourquoi la vie a besoin d’un milieu liquide pour se former.
Quelles sont les spécificités de l’eau lui permettant de former la vie ?
On remarque grâce au graphique ci-dessous que l’eau est une molécule singulière. En effet, il semble que la température d’ébullition augmente avec la masse molaire. Pourtant, l’eau, à faible masse molaire a une température d’ébullition élevée.
Cela peut s’expliquer par la polarisation de la molécule. Elle est composée de deux atomes d’hydrogènes qui sont liés à un atome d’oxygène.
Sur le tableau ci-dessus, on remarque qu’il y a une très grande différence d’électronégativité dans la liaison H-O.
Qu’est ce que l’électronégativité : C’est un atome qui possède une capacité à attirer les électrons créant ainsi des faces chargées dans la molécule.
La géométrie de la molécule fait en sorte que ces charges ne peuvent pas s’annuler. La molécule H2O possède donc une charge négative au niveau de l’atome d’oxygène et une charge positive entre les atomes d’hydrogène.
Il y a donc des interactions entre les molécules, les faces positives sont attirés par les faces négatives et inversement. Il faut donc une plus grande énergie pour les séparer et les faire passer à l’état gazeux. C’est pourquoi la température d’ébullition de l’eau est plus élevée. Elle se trouve donc à l’état liquide lorsqu’elle se trouve à une distante du soleil équivalente à celle de la Terre. Et l’énergie fournie par le soleil favorise l’apparition de la vie.
Mais cette polarisation de la molécule a d’autres effets.
A l’état liquide, les molécules ont une trop grande énergie cinétique pour maintenir les liaisons intermoléculaires. A l’inverse, à l’état solide, les interactions intermoléculaires sont conservées. La structure résultante éloigne les molécules d’eau par rapport à l’état liquide, comme sur le schéma ci-dessous, et fait baisser la densité. Cela a pour effet de faire flotter la glace sur l’eau liquide. La séparation de l’eau liquide du milieu extérieur permet de préserver un milieu liquide sous la surface de la glace et d’empêcher la solidification de tout le liquide. Ainsi, la vie présente dans ce milieu pourra continuer à se développer.
Pour conclure, grâce à la différence d’électronégativité de la liaison O-H et sa géométrie, l’eau possède des propriétés qui la rendent favorable à l’apparition de la vie.
Nous verrons dans un autre article les mécanismes cellulaires d’apparition de la vie, et si la vie peut apparaître dans un autre liquide que l’eau.
Sources des images :
OSK.HEROmax3g4PKJJ7dOeVCAbewkN8f1YjZgO0z1bnFuAg905M (1024×768) (bing.com)
Molview H2O
« echelle d’electronegativité » | Cours de chimie, Chimie, Science amusante (pinterest.fr)
L’eau et la vie – Science étonnante (scienceetonnante.com)
Cours introduction à la chimie M Marchivie