Non-métaux réactifs

Les éléments dont vous êtes fait

Environ 96 % de la masse du corps humain tient en quatre éléments : l’oxygène, le carbone, l’hydrogène et l’azote. Ajoutez le phosphore et le soufre, et vous obtenez les six éléments qui construisent presque toutes les molécules du vivant, de l’ADN et des protéines aux graisses et aux sucres. Le sélénium, septième membre de ce groupe, est nécessaire en quantités infimes à des enzymes qui protègent les cellules des dommages.

Partager plutôt que donner

Les métaux ont tendance à céder des électrons. Les non-métaux réactifs font l’inverse : leur couche externe est presque pleine, et ils la complètent en gagnant des électrons ou, plus souvent, en les partageant dans des liaisons covalentes. Deux atomes qui partagent une paire d’électrons se tiennent étroitement, ce qui explique que ces éléments forment des molécules distinctes comme O₂, N₂, H₂O et CO₂.

Le carbone est le champion. Avec quatre électrons à partager, il peut se lier à lui-même en chaînes, en cycles et en feuillets de longueur presque illimitée, ce qui donne naissance aux millions de composés qu’étudie la chimie organique.

Un élément, plusieurs formes

Plusieurs non-métaux réactifs existent sous différentes formes structurales, appelées allotropes, aux propriétés étonnamment différentes.

• Carbone : le diamant, le matériau naturel le plus dur ; le graphite, tendre et glissant ; le graphène et les fullerènes
• Oxygène : l’O₂ que nous respirons et l’ozone, O₃, qui nous protège des ultraviolets
• Phosphore : le phosphore blanc luit et s’enflamme à l’air ; le phosphore rouge est assez stable pour les boîtes d’allumettes
• Soufre : des cristaux jaunes, ou une forme brune et caoutchouteuse quand on verse du soufre fondu dans l’eau

Des cycles qui font vivre la planète

Ces éléments circulent sans cesse entre l’air, l’eau, les roches et les êtres vivants. Les plantes prélèvent le dioxyde de carbone de l’air et le transforment en sucres ; les animaux et la décomposition le restituent. Des bactéries fixent l’azote de l’air sous des formes utilisables par les plantes, et depuis le début du XXe siècle le procédé Haber fait de même à l’échelle industrielle, ce qui a plus que doublé la nourriture que le monde peut produire. Les activités humaines modifient désormais ces cycles à l’échelle planétaire, de la façon la plus visible en ajoutant du dioxyde de carbone à l’atmosphère.