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vendredi 26 octobre 2007

Carbone

Chimie élémentaire :

Le carbone est un élément chimique qui existe classiquement à l'état pur sous deux formes que nous connaissons bien : le charbon (graphite), et le diamant.

Cet atome remarquable est aussi la pierre d'angle sur laquelle toute la vie (telle que nous la connaissons sur Terre) repose. Et ce, du plus petit virus à l'homme. Ceci s'explique par les étonnantes propriétés chimiques de l'atome de carbone qui lui permettent de se lier avec une grande souplesse à d'autres éléments (oxygène, hydrogène, soufre, etc ..) afin de former une immense variété de molécules, de la plus simple (CH4 : le gaz méthane) aux plus complexes : l'ADN double brin chromosomique par exemple.


Le carbone est donc tétravalent car il peut se lier 4 fois. Un peu comme s'il possédait 4 bras.



De la chimie élémentaire à la chimie organique :


Dans l'espace géométrique, la tétravalence de l'atome de carbone se traduit par un aspect pyramidal tétraédrique. Une pyramide dans un cube en quelque sorte ... ahem ...


Cette géométrie spécifique confère à l'atome de carbone une particularité fondamentale.

En effet, imaginons que nous mélangions à l'intérieur d'un récipient rempli d'eau (un aquarium par exemple) pleins d'atomes de carbones très désireux de se lier, et quatre composés chimiques différents, eux-mêmes très désireux de se lier à des atomes de carbone, et que nous nommerons du plus gros au plus petit par ordre décroissant R1,R2,R3 et R4. Tous en quantités égales. Nous allons donc créer une énorme soupe constituée d'eau et de plein de molécules nouvelles d'un nouveau composé chimique qu'on va décider d'appeler (CR1,2,3,4)

C'est maintenant que cela se complique et qu'il faut utiliser nos cerveaux humains pour faire un effort de projection mentale dans l'espace.


On s'aperçoit en effet qu'il existe toujours deux façons, et seulement deux, mais radicalement différentes, de ranger ces quatre composés R1, R2, R3, R4 autour de notre atome de carbone en les liant à ses 4 "bras". Et ces deux façons sont strictement l'image l'une de l'autre par rapport à un miroir. N'hésitez pas à vous servir d'allumettes et de vieux chewing gums machouillés et vous verrez ...

Ainsi dans notre aquarium, nous avons une énorme soupe de molécules pyramidales tétraédriques (CR1,2,3,4) mélangé à de l'eau. Mais en y regardant bien de plus près, nous avons deux populations égales de molécules de (CR1,2,3,4), strictement identiques sur le plan chimique, mais strictement différentes sur le plan géométrique, les unes étant les images parfaitement symétrique des autres dans un miroir.


En y regardant de plus près encore, quand on se saisit d'une molécule de (CR1,2,3,4) par son sommet qui est également le plus gros bout (c'est R1 le plus gros bout souvenez vous et R4 le plus petit) et qu'on la renverse afin d'observer la base de la pyramide, on voit face à nous les trois sommets de cette base : R2, R3 et R4. Mais selon que l'on retourne et observe une molécule de la première population ou une molécule de la seconde population, on s'aperçoit que R2, R3 et R4 tournent dans le premier cas dans le sens des aiguilles d'une montre (à droite donc, et on parle de dextrogyre) et dans le second cas dans le sens inverse des aiguilles d'une montre (à gauche et on parle de lévogyre). Facile n'est ce pas ?




Au final, comme il existe des dahuts lévogyres et des dahuts dextrogyres, dans notre aquarium, nous avons une grosse soupe formée de milliards de molécules de (CR1,2,3,4) toutes chimiquement strictement identiques mais dont la moitié sont dites "dextrogyres" et l'autre moitié "lévogyres".



Et la lumière fut :

Que se passe-t-il si on fait passer un rayon de lumière à travers notre aquarium ? Et bien c'est très décevant, mais il ne se passe rien. Le rayon de lumière composé de milliards de milliards de petits photons traverse l'aquarium remplit de soupe de (CR1,2,3,4) dextrogyre et lévogyre mélangée et ressort de l'autre côté identique à lui-même.

On va maintenant séparer nos deux populations de façon parfaite. Et mettre toutes les molécules de (CR1,2,3,4) lévogyres dans un deuxième aquarium en gardant toutes leurs jumelles dextrogyres dans le premier.

Et là, Ô merveille, notre rayon de lumière se tord, se sépare, et se disperse en ressortant de l'autre côté de l'aquarium en un magnifique arc en ciel de lumière décomposée, "polarisée", comme si nos photons avaient traversé un prisme parfait.


Le carbone polarise la lumière. Mais il ne la polarise qu'à la seule condition de former une population parfaitement homogène, soit dextrogyre pure, soit lévogyre pure.

Et la vie dans tout ça ? :

Très contents de notre expérience, nous décidons d'abandonner nos aquariums et de sortir nous promener. Et la tête pleine de notre découverte nous commençons à observer les atomes de carbones qui nous entoure. Ils sont des milliards de milliards de milliards de milliards de ... bref, innombrables. Du plus petit brin d'herbe en passant par la fourmi, des plumes de l'oiseau aux feuilles de l'arbre, du globule blanc qui se ballade dans nos veines au brin d'ADN du plus primitif des virus, tout n'est que carbone. Le carbone est omniprésent. Le carbone est l'élément clé de la vie autour duquel tout, absolument tout, s'est construit.

Mais quand nous les regardons de plus près, le vertige nous prend.

Vous pourrez chercher partout, sous chaque pierre, au plus profond des océans, et même à la surface de la météorite venue du fin fond de l'espace qui est tombée la semaine dernière dans votre jardin, impossible de trouver un seul atome de carbone dextrogyre.


Dehors, à l'état naturel, tous les atomes de carbones sans aucune exception, tous, sont exclusivement, uniquement, forcément, lévogyres.


Complètement dérouté, vous décidez de retourner dans votre laboratoire et de recommencer illico votre cuisine ... un aquarium, de l'eau, une pincée de charbon ou même de diamant, quelques gouttes de R1, puis de R2, puis de R3 et enfin de R4 ... Remuons, touillons, agitons, observons : ... 50% de lévogyres ... 50% de dextrogyres ... c'est inexorable ...

Vous décidez alors de jeter dans un nouvel aquarium tous les brins d'ADN qui vous tombent sous la main, humain, reptilien, bovidé, végétal, viral, bactérien ... vous remuez énergiquement. Lumière ! ... Polarisation ! Rien à faire : l'ADN en revanche, de même que n'importe quel sucre, n'importe quelle protéine, n'importe quel lipide, du moment qu'il n'est pas d'origine synthétique mais naturelle, tout cela n'existe qu'à l'état lévogyre et polarise parfaitement la lumière. Toujours.




Ainsi, là où l'artificiel et l'expérimental respecte parfaitement la loi probabiliste la plus élémentaire et, aléatoirement, recrée sans aucune variation l'équité absolue entre nos deux types de carbones, notre univers lui et tout le règne vivant qui s'y est développé, sur notre planète et peut-être ailleurs, s'obstine à ne créer que des structures dont tous les atomes de carbone sont 100% lévogyres ... et par conséquent, capables de polariser la lumière.



Drôle d'architecte quand même ... ;o)

Songe.

3 commentaires:

Sigmund a dit…

tu crois au GADLU maintenant???

Songe a dit…

Je suis un parfait mécréant. Mais j'aime aussi laisser planer le doute. :o)

Adonhiram a dit…

GADLU ou pas GADLU, bravo Songe, Ludivine van de Spock n'aurait pas fait mieux :-)