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La chimie est une science exacte de la nature. Elle est divisée en plusieurs spécialités expérimentales et théoriques à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage parfois des espaces d'investigations communs ou proches.
Selon l'American Chemical Society, la plus grande association de chimistes au monde, la chimie étudie :
1. les éléments chimiques à l'état libre, atomes ou ions atomiques, et les innombrables et diverses associations par liaisons chimiques qui engendrent notamment des composés moléculaires stables ou des intermédiaires plus ou moins instables. Ces entités de matière peuvent être caractérisées par une identité reliée à des caractéristiques quantiques et des propriétés précises ;
2. les processus qui changent ou modifient l'identité de ces particules ou molécules de matière, dénommés réaction, transformation, interaction... ;
3. les mécanismes intervenant dans les processus chimiques ou les équilibres physiques entre deux formes. Leurs définitions précises permettent de comprendre ou d'interpréter avec des hypothèses l'évolution matérielle avec en vue une exploitation des résultats de façon directe ou induite ;
4. les phénomènes fondamentaux observables en rapport avec les forces de la nature qui jouent un rôle chimique, favorisant les réactions ou synthèse, addition, combinaison ou décomposition, séparation de phases ou extraction. L'analyse permet de découvrir les compositions, le marquage sélectif ouvre la voie à un schéma réactionnel cohérent dans des mélanges complexes.
La taille des entités chimiques varie des simples atomes ou molécules nanométriques aux édifices moléculaires de plusieurs dizaines de milliers d'atomes dans les macromolécules, l'ADN ou protéines de la matière vivante (infra)micrométrique, jusqu'à des dimensions parfois macroscopiques des cristaux. En incluant l'électron libre composant des réactions radicalaires, les dimensions des principaux domaines d'application se situent globalement entre le femtomètre (10-15 m) et le micromètre (10-6 m)
L'étude du monde à l'échelle moléculaire soumise paradoxalement à des lois singulières, comme le prouvent les récents développements nanotechnologiques, permet de mieux comprendre les détails de notre monde macroscopique. La chimie est qualifiée de « science centrale » en raison des puissants liens qu'elle possède avec la biologie et la physique, ainsi qu'avec la médecine, la pharmacie, l'informatique et la science des matériaux, sans oublier des domaines appliqués tels que le génie des procédés.
La physique et surtout son instrumentation sont devenus hégémoniques après 1950 dans le champ de la science de la matière. Les avancées en physique ont surtout refondé en partie la chimie physique et la chimie inorganique. La chimie organique par l'intermédiaire de la biochimie a partagé des recherches valorisant la biologie. Mais la chimie n'en garde pas moins une place incontournable et légitime dans le champ des sciences exactes : elle fournit des produits, découvre ou invente des structures moléculaires qui bénéficient de façon extraordinaire à la recherche physique ou biologique. Enfin, il ne faut pas déconsidérer l'héritage cohérent que les chimistes défenseurs marginaux des structures atomiques ont légués à la révolution des conceptions physiciennes au tout début du XXe siècle.
Étymologie et Histoire
Étymologie
Le terme chimie nous vient du mot arabe الكيمياء al kemi, c'est-à-dire alchimie, littéralement la kemia, la chimie. Al kem signifie aujourd'hui en arabe la quantité, attestant que la chimie passe par une précoce approche quantitative de la matière, couvrant indistinctement le champ des premiers procédés chimiques comme celui du dosage en pharmacopée.
L'alchimie avant de s'égarer parfois dans une quête philosophale ou une théorisation absconse prend sa source dans un savoir précurseur de la chimie égyptienne, déformé et emprunté par les mondes hellénistiques et byzantins, puis préservé dans le monde musulman.
Khem(et) désigne la terre pour les anciens égyptiens. La chimie est l'art de la terre et le savoir sur la terre. Elle a connu différents essors entre 6000 et 2000 ans avant l'ère chrétienne.
Trois étymologies sont fréquemment citées, mais ces hypothèses peuvent être reliées :
l'une égyptienne, kemi viendrait de l'ancien égyptien Khemet, la terre. Il se retrouve aussi dans le copte chame « noire » puisque dans la vallée du Nil, la terre est noire. L'art de la kemi, par exemple les poisons minéraux, a pu influencer la magie noire. La terre d'Égypte elle-même aurait été fort anciennement une terre conquise par des peuples noirs ;
la racine grecque se lie à χυμεία, khumeia, « mélange de liquides » (χυμός, khumos, « suc, jus ») ;
enfin, certains étymologistes assurent que le mot arabe kemia, vient du grec χεμεία, khemeia, qui signifie « magie noire » venant de l'égyptien ancien kem qui désigne la couleur noire.
Les origines
La distillation fractionnée sert à séparer des corps chimiques de différentes volatilités. Le recueil méticuleux de phases vapeur semble l'une des plus anciennes opérations chimiques connues.
L'art d'employer ou de trier, préparer, purifier, de transformer les substances séchées mises sous forme de poudres, qu'elles proviennent du désert ou de vallées sèches a donné naissance à des codifications savantes. Elles sont d'abord essentiellement minérales. Mais les plantes éphémères et les arbres pérennes du désert, et leurs extraits gommeux ou liquides nécessaires aux onguents, ont été très vite assimilés à celles-ci, par reconnaissance de l'influence des terres et des roches.
Outre la connaissance du cycle de l'eau et les transports sédimentaires, la progressive maîtrise des métaux et des terres, les Anciens Egyptiens connaissent le plâtre, le verre, la potasse, les vernis, le papier (papyrus durci à l'amidon), l'encens, une vaste gamme de couleurs minérales ou pigments, de remèdes et de produits cosmétiques... Plus encore que les huiles à onction ou les bains d'eaux ou de boues relaxant ou guérisseurs, la chimie est un savoir sacré qui permet la survie, par exemple par l'art sophistiqué d'embaumer ou par le placement des corps des plus humbles dans un endroit sec.
L'art de la terre égyptien a été enseigné en préservant une conception unitaire. Les temples et les administrations religieuses ont préservé et parfois figé le meilleur des savoirs. Le pouvoir politique souverain s'est appuyé sur les mesures physiques, arpentage et hauteur hydraulique des crues, peut-être sur la densité du limon en suspension, pour déterminer l'impôt et sur les matériaux permettant les déplacements ou la mobilité des armées. Le vitalisme ou les cultes agraires et animaux, domaines appliqués de la kemia, ont été préservés dans des temples, à l'instar d'Ammon, conservatoire des fumures azotées et de la chimie ammoniacale antique.
Nos repères de pensée taxonomique sont profondément influencés par les civilisations grecques puis hellénistiques, férues de théorisations, qui ont lentement esquissé de façon sommaire ce qui encadre aux yeux profanes la chimie, la physique et la biologie. Elles ont laissé les techniques vulgaires au monde du travail et de l'esclave. L'émergence de spiritualités populaires, annexant l'utile à des cultes hérmétiques, a promu et malaxé ses bribes de savoirs dispersés. Il est d'ailleurs significatif que les premiers textes datés tardivement du Ier siècle et IIe siècle siècle après Jésus-Christ qui nous soient parvenu comportent à l'exemple de l'alchimie médiévale la plus ésotérique, une partie mystique et une partie opératoire[6]. La religiosité hellénistique nous a ainsi légué aussi bien le bain marie, de Marie la Juive que l'abscon patronage d'Hermès Trismégiste, divinité qui prétendait expliquer à la fois le mouvement et la stabilité de toute chose humaine, terrestre ou céleste.
