La possible explication de l’appariement des petits atomes
Au niveau de l’énergie avec sa conservation, il n’y aurait pas de raison d’expliquer ce phénomène d’appariement : H + H -> H2
: N + N -> N2
: O + O -> O2
etc.…
Si on considère l’encombrement stérique des atomes groupés, on arrive à la conclusion que cet encombrement est minimal à 2 donc appariement à température ambiante.
-H- 1 2x2x2=8 8/1 = 8
-H-H- 2 3x2x2=12 12/2=6
H
-H-- 3 3x3x3=27 27/3=9
H
C’est donc une explication possible mais pas certaine car rien ne l’oblige en théorie scientifique classique.
Les molécules d’eau
Les molécules d’eau sont composées, comme tout le monde le sait, d’un atome d’oxygène et de deux atomes d’hydrogène (ou protons). Du point de vue de la physico-chimie, la couche extérieure de cette molécule est « saturée » en électrons (charge négative de base) par leur nombre de 8. Les protons, quant à eux, charge positive de base sont au nombre de 2 et sont également « saturés ».
D’un point de vue mécanique, cette molécule se comporte comme une petite bille qui remplit toute la place disponible (valable entre 0°c et 100°c). La capacité calorifique, utilisée en thermodynamique, est de 1 calorie par gramme d’eau et degré Celsius soit 4.16 J/gr C ou 4.16 kJ/kg K. Ces molécules d’eau dans leur ensemble suivent la loi de dynamique de Navier-Stokes (ou simplifiée de Bernoulli (Cste = ρ g h + ρ v2/2 + p). Du point de vue de la chimie, l’eau comporte un pH de 7 et elle a donc une concentration en [H+] de 10-7 mole/l qui est compensée par une concentration en [OH-] de 10-7 mole/l. Si cette concentration varie, on peut obtenir de l’acidité (pH < 7) ou un comportement basique (pH > 7). Les [H+] réalisent partiellement l’ionisation des composants qui y sont dissous par « capture » et mélange des cations et les [OH-] réalisent partiellement l’ionisation des composants qui y sont dissous par « capture » et mélange des anions. Pour tenter d’expliquer ce phénomène, on se place au niveau d’un modèle tridimensionnel de molécules d’eau. On remarque, voir ci-après, que les électrons ont une vitesse de 3 106 m/s, que les protons et les [OH-]
Ont une vitesse de 104 m/s et la vitesse des molécules complètes H2O est définie par le kT de la loi de Boltzmann soit environ 1000 m/s. Voici le modèle graphique
Les 2 électrons périphériques des ions [H+] tournent à une vitesse relative 430 X supérieure à celle des noyaux de ces ions ou la probabilité relative de positionnement certain est de 430/2 = 215. Pour que ce positionnement certain se passe avec 3 billes d’eau distinctes en contact et crée un ion [H+] et
un cation [OH-], il y a une probabilité qui est très très constante et qui vaut
2153 = 107 qui provoque ce rejet collectif de un ion et un cation. Et l’on obtient
10-7 = [H+] /[H2O]. Ceci est une explication possible et non certaine du pH de l’eau.
Du point de vue de la physique de base, on remarque des tourbillons dans l’eau avec effet déclencheur de la résolution des équations de Bernoulli (arrière d’un bateau, cyclone et dépression, etc.…). A partir des équations du chapitre suivant (Equation de Schrödinger, équation approchée de force pour trouver la vitesse et conservation de la masse), on peut essayer d’élaborer un modèle complet de l’eau molécule par molécule. En chimie, cela serait observable par l’angle légèrement variable des protons de l’eau sur leur orbitale.
Pour terminer, on parlera de phénomène de groupe par la mécanique de Newton étendue pour le clapotis, les vagues et les nuages.
|
