Gilbert Newton Lewis, µ-colloque du 8 mars 2024

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Il y a un siècle, Gilbert Newton Lewis entrait dans sa cinquantième année, il venait de recevoir le prix Willard Gibbs, allait être recalé à nouveau pour le Nobel de Chimie. Son livre Valence, publié en 1923, commençait à faire écho. Le vendredi 8 mars 2024 s’est tenu au 250 rue St Jacques, siège de la SCF, une après-midi sur ce thème. Près de 90 personnes y ont assisté. Ci-dessous, les vidéos et diaporamas.

Eric Jacques

Sur quelques contributions majeures de Gilbert Newton Lewis à la physico-chimie du XXè siècle : les apports remarquables d’un « touche-à-tout »

https://www.youtube.com/watch?v=pD62rhZD10I&authuser=1

L’importance de Gilbert Newton Lewis (1875-1946) dans l’histoire et l’enseignement de la chimie est remarquable et souvent diminuée voire oubliée. Schéma de Lewis, acide et base de Lewis, contribution à la compréhension des notions de valence, de liaison polarisée, introduction des coefficients d’activité, on retient souvent aussi son invention du mot photon pour le quantum de lumière en oubliant les publications en physique relativiste qu’il fait en 1926 dans le domaine. Il faudrait dire également un mot de ses travaux en thermochimie, en thermodynamique, en magnétochimie et aussi sur l’eau lourde qui permettra à l’un de ses étudiants, Harold Urey, de remporter le prix Nobel de chimie en 1934, avec seulement deux nominations cette même année, alors que Lewis depuis 1922, sera au total nominé 41 fois sans l’avoir. La controverse se situe-t-elle vraiment du côté de sa rivalité avec Irving Langmuir, qui le proposa pour recevoir le prix Nobel dès l’année suivante ? Ou bien est-elle plus symptomatique d’une manière de percevoir la chimie à une époque ou le modèle de Bohr, représentant en quelque sorte l’existent d’un atome physique, s’oppose à la description « philosophique » d’un atome chimique ? Nous tenterons au cours de cette présentation de répondre à trois questions parmi les vastes sujets que soulève la carrière éminente de Lewis : quelle fut sa contribution à la description de l’atome et à la liaison chimique ? Quelle fut sa contribution à la notion d’acide-base et enfin, au travers de sa condition de personnalité nobélisable mais non nobélisée, quelle vision de la chimie de l’atome s’impose-t-elle dans la communauté scientifique entre 1916 et 1935 ?

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Julien Lalande

Gilbert Newton Lewis, enseigner ses apports à la chimie : une approche pédagogique

https://www.youtube.com/watch?v=nQPcB4M6_vI&authuser=1

Gilbert Newton Lewis, chimiste prolifique, a révolutionné la thermodynamique des systèmes chimiques, partant du constat que les “lois” énoncées par ses prédécesseurs n’étaient plus valides notamment à forte pression et pour les électrolytes fortement concentrés. Dès 1907, il introduit le concept d’activité en solution, après avoir défini celui de fugacité. Il pressent l’importance de la “force ionique” dans l’expression de l’activité d’un soluté, même s’il n’établit pas la relation qu’obtiendront plus tard Debye et Hückel. Ensuite il s’attaque à l’étude de la structure des espèces chimiques à l’échelle particulaire, persuadé que l’origine des écarts à l’idéalité en provient. Il pose ainsi les bases de la “liaison covalente” en introduisant la notion de partage d’électrons. Dans cet exposé, nous verrons sur quelles bases les différents concepts sont introduits dans l’enseignement, notamment en post-bac, et ce que l’on peut aujourd’hui dire de ceux-ci.

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Julien Valentin

Du modèle de Lewis au modèle électromagnétique unificateur de description des liaisons chimiques : une analyse didactique et épistémologique

https://www.youtube.com/watch?v=_I-L6t-NPYk&authuser=1

La liaison chimique est fondamentale en chimie car elle constitue une modélisation de la matière à l’échelle submicroscopique. Les chimistes distinguent traditionnellement plusieurs types de liaison chimique : la liaison covalente, la liaison ionique ou encore les liaisons de Van der Waals et hydrogène 1 , chaque type de liaison permettant d’expliquer des propriétés macroscopiques particulières de la matière. Cette catégorisation peut suggérer une origine physique différente pour chaque type de liaison et ne met pas en perspective le continuum énergétique existant entre elles. Les études didactiques publiées dans des revues internationales et recensant les difficultés des élèves et étudiants montrent que les conceptions repérées proviennent de l’enseignement et des ouvrages. En particulier, la première approche de la liaison chimique dans l’enseignement via le modèle de Lewis de la liaison covalente conduit les élèves à envisager toute liaison comme covalente. En outre, l’utilisation de la règle de l’octet entraîne des raisonnements de nature téléologique, l’octet étant un objectif à remplir par les atomes plus qu’un cadre explicatif. La centration des enseignants sur la représentation de schémas de Lewis de molécules laisse aux élèves et étudiants une impression de lien matériel entre atomes et de proximité spatiale des électrons, éludant le rôle du noyau des atomes.

Dans cette présentation, nous proposons une analyse didactique et épistémologique centrée sur la liaison chimique et, en particulier, autour du modèle de Lewis. Les principaux résultats d’une analyse d’ouvrages et de pratiques d’enseignants-chercheurs en L1 lorsqu’ils donnent des séances de cours sur la liaison chimique sont également présentés.

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Xavier Bataille

L’usage de l’IA – conversationnelle – en histoire des sciences

https://www.youtube.com/watch?v=yC4oZTiov6A

La mode est à l’usage de l’IA dans de nombreux domaines. Cette courte intervention illustrera son usage dans le domaine de l’histoire des sciences.