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Le chimiste John Dalton est crédité de la théorie atomique moderne pionnière. Il a également été le premier à étudier le daltonisme.Synopsis
Le chimiste John Dalton est né le 6 septembre 1766 à Eaglesfield, en Angleterre. Au début de sa carrière, il a identifié le caractère héréditaire du daltonisme rouge-vert. En 1803, il révéla le concept de la loi de Dalton sur les pressions partielles. Dans les années 1800 également, il fut le premier scientifique à expliquer le comportement des atomes en termes de mesure du poids. Dalton est décédé le 26 juillet 1844 à Manchester, en Angleterre.
Jeunesse et carrière
Le chimiste britannique John Dalton est né à Eaglesfield, en Angleterre, le 6 septembre 1766, dans une famille quaker. Il avait deux frères et sœurs survivants. Lui et son frère sont nés daltoniens. Le père de Dalton gagnait un revenu modeste en tant que tisserand. Enfant, Dalton souhaitait une éducation formelle, mais sa famille était très pauvre. Il était clair qu'il aurait besoin d'aider les finances familiales dès son plus jeune âge.
Après avoir fréquenté une école quaker dans son village de Cumberland, Dalton a commencé à enseigner dans cette ville à l'âge de 12 ans. À l'âge de 14 ans, il travailla comme ouvrier agricole pendant un an mais décida de retourner à l'enseignement, cette fois en tant qu'assistant dans un pensionnat quaker à Kendal. En quatre ans, le jeune homme timide a été nommé directeur de l’école. Il y resta jusqu'en 1793, date à laquelle il devint professeur de mathématiques et de philosophie au New College de Manchester.
Au New College, Dalton a rejoint la Société littéraire et philosophique de Manchester. Les membres ont permis à Dalton d’avoir accès aux installations de laboratoire. Pour l'un de ses premiers projets de recherche, Dalton poursuit son intérêt pour la météorologie. Il a commencé à tenir des registres quotidiens du temps, accordant une attention particulière aux détails tels que la vitesse du vent et la pression barométrique - une habitude que Dalton poursuivrait toute sa vie. Ses résultats de recherche sur la pression atmosphérique ont été publiés dans son premier livre, Découvertes météorologiques, l'année où il est arrivé à Manchester.
Au début de sa carrière de scientifique, Dalton a également étudié le daltonisme, un sujet qu’il connaissait bien grâce à sa propre expérience. Depuis que la maladie l’avait affecté, ainsi que son frère depuis sa naissance, Dalton avait supposé qu’elle devait être héréditaire. Il a prouvé que sa théorie était vraie lorsque l'analyse génétique de son propre tissu oculaire a révélé qu'il lui manquait le photorécepteur pour percevoir la couleur verte. En raison de ses contributions à la compréhension du daltonisme rouge-vert, cette maladie est encore souvent appelée «daltonisme».
Loi de Dalton
L'intérêt de Dalton pour les pressions atmosphériques l'a finalement amené à examiner de plus près les gaz. Tout en étudiant la nature et la composition chimique de l'air au début des années 1800, Dalton a appris qu'il ne s'agissait pas d'un solvant chimique, comme le croyaient d'autres scientifiques. Au lieu de cela, il s’agissait d’un système mécanique composé de petites particules individuelles qui utilisaient indépendamment la pression appliquée par chaque gaz.
Les expériences de Dalton sur les gaz l'ont amené à découvrir que la pression totale d'un mélange de gaz équivalait à la somme des pressions partielles que chaque gaz individuel exerçait en occupant le même espace. En 1803, ce principe scientifique fut officiellement connu sous le nom de loi des pressions partielles de Dalton. La loi de Dalton s'applique principalement aux gaz idéaux plutôt qu'aux gaz réels, en raison de l'élasticité et du faible volume de particules des molécules contenues dans les gaz idéaux. Le chimiste Humphry Davy était sceptique à propos de la loi de Dalton, jusqu'à ce que Dalton explique que les forces répulsives précédemment considérées comme créant une pression agissaient uniquement entre atomes du même type et que les atomes d'un mélange variaient en poids et en complexité.
Le principe de la loi de Dalton peut être démontré à l'aide d'une simple expérience impliquant une bouteille en verre et un grand bol d'eau. Lorsque la bouteille est immergée dans l'eau, l'eau qu'elle contient est déplacée, mais la bouteille n'est pas vide. à la place, il est rempli d'hydrogène invisible. La quantité de pression exercée par l'hydrogène peut être identifiée à l'aide d'un graphique qui répertorie la pression des vapeurs d'eau à différentes températures, également grâce aux découvertes de Dalton. Cette connaissance a de nombreuses applications pratiques utiles aujourd'hui. Par exemple, les plongeurs utilisent les principes de Dalton pour évaluer l'incidence des niveaux de pression à différentes profondeurs de l'océan sur l'air et l'azote dans leurs réservoirs.
Au début des années 1800, Dalton a également postulé une loi de dilatation thermique illustrant la réaction de chauffage et de refroidissement des gaz en détente et en compression. Il a acquis une renommée internationale pour son étude supplémentaire utilisant un hygromètre au point de rosée grossièrement façonné pour déterminer l'impact de la température sur le niveau de vapeur d'eau atmosphérique.
Théorie atomique
La fascination de Dalton pour les gaz l'a amené progressivement à affirmer formellement que chaque forme de matière (solide, liquide ou gazeuse) était également composée de petites particules individuelles. Il a évoqué le philosophe grec Démocrite de la théorie plus abstraite de la matière d'Abdera, qui était tombée en désuétude, et a emprunté le terme "atomos" ou "atomes" pour étiqueter les particules. Dans un article qu'il écrivit pour la Société littéraire et philosophique de Manchester en 1803, Dalton créa le premier tableau des poids atomiques.
Cherchant à développer sa théorie, il a réadressé le sujet de la masse atomique dans son livre Un nouveau système de philosophie chimique, publié en 1808. Dans Un nouveau système de philosophie chimique, Dalton a introduit sa conviction que les atomes de différents éléments pouvaient être universellement distingués sur la base de leurs poids atomiques variables. Ce faisant, il est devenu le premier scientifique à expliquer le comportement des atomes en termes de mesure du poids. Il a également découvert le fait que les atomes ne pouvaient pas être créés ou détruits.
La théorie de Dalton examine en outre les compositions des composés, expliquant que les particules minuscules (atomes) d'un composé sont des atomes composés. Vingt ans plus tard, le chimiste Amedeo Avogadro détaillerait davantage la différence entre les atomes et les atomes composés.
Dans Un nouveau système de philosophie chimique, Dalton a également écrit sur ses expériences prouvant que les atomes se combinent systématiquement dans des rapports simples. Cela voulait dire que les molécules d'un élément sont toujours composées des mêmes proportions, à l'exception des molécules d'eau.
En 1810, Dalton publia une annexe à Un nouveau système de philosophie chimique. Il y explique en détail certains des détails pratiques de sa théorie: les atomes d'un élément donné ont exactement la même taille et le même poids, alors que les atomes d'éléments différents se ressemblent et se distinguent les uns des autres. Dalton a finalement composé un tableau énumérant les poids atomiques de tous les éléments connus.
Ses théories atomiques ont été rapidement adoptées par la communauté scientifique avec peu d'objections. "Dalton a rendu les atomes scientifiquement utiles", a affirmé Rajkumari Williamson Jones, historien des sciences à l'Institut des sciences et technologies de l'Université de Manchester. Sir Harry Kroto, lauréat du prix Nobel, connu pour sa découverte conjointe des fullerènes de carbone sphériques, a identifié l'impact révolutionnaire des découvertes de Dalton sur le domaine de la chimie: "L'étape cruciale consistait à écrire les éléments en fonction de leurs atomes ... Je ne sais pas comment ils peuvent faire de la chimie auparavant, cela n’a aucun sens. "
La vie plus tard
De 1817 au jour de son décès, Dalton fut président de la société littéraire et philosophique de Manchester, l'organisation qui lui permit d'accéder à un laboratoire. Pratiquant de la modestie Quaker, il a résisté à la reconnaissance publique. En 1822, il refusa d'être élu membre de la Royal Society. En 1832, cependant, il accepta à contrecoeur un doctorat honorifique en sciences de la prestigieuse université d'Oxford. Ironiquement, sa robe de graduation était rouge, une couleur qu’il ne pouvait pas voir. Heureusement pour lui, son daltonisme était une excuse commode pour outrepasser la règle Quaker interdisant à ses abonnés de porter du rouge.
En 1833, le gouvernement lui accorda une pension qui fut doublée en 1836. En 1834, l'Université d'Edimbourg offrit à Dalton un autre diplôme, un doctorat en droit, comme si ces honneurs étaient un hommage insuffisant au chimiste révolutionnaire de Londres. La statue a été érigée en l'honneur de Dalton - également en 1834. "Dalton était vraiment une icône pour Manchester", a déclaré Rajkumari Williams Jones. "Il est probablement le seul scientifique à avoir obtenu une statue de son vivant."
Dans sa vie ultérieure, Dalton continua à enseigner et à donner des conférences dans des universités à travers le Royaume-Uni, bien qu'il soit dit que le scientifique fût un conférencier maladroit avec une voix rude et discordante. Tout au long de sa vie, Dalton réussit à conserver sa réputation presque irréprochable de fervent quaker. Il a vécu une vie humble et simple se concentrant sur sa fascination pour la science et ne s'est jamais marié.
En 1837, Dalton eut un accident vasculaire cérébral. Il avait des problèmes avec son discours pour l'année prochaine.
La mort et l'héritage
Après avoir subi un deuxième accident vasculaire cérébral, Dalton mourut discrètement le soir du 26 juillet 1844 à son domicile à Manchester, en Angleterre. Il reçut des funérailles civiques et reçut tous les honneurs. Quelque 40 000 personnes ont assisté à la procession, honorant ses contributions à la science, à la fabrication et au commerce de la nation.
En trouvant un moyen de "peser les atomes", les recherches de John Dalton ont non seulement changé le visage de la chimie, mais ont également initié sa progression dans une science moderne. La scission de l'atome au 20ème siècle n'aurait probablement pas pu être accomplie sans que Dalton ait jeté les bases des connaissances sur la composition atomique de molécules simples et complexes. Les découvertes de Dalton ont également permis la fabrication rentable de composés chimiques, dans la mesure où elles offrent essentiellement aux fabricants une recette pour déterminer les proportions chimiques correctes dans un composé donné.
La majorité des conclusions qui ont constitué la théorie atomique de Dalton sont toujours valables.
"Maintenant, avec la nanotechnologie, les atomes sont la pièce maîtresse", a déclaré David Garner, professeur de chimie à l'université de Nottingham. "Les atomes sont manipulés directement pour fabriquer de nouveaux médicaments, semi-conducteurs et plastiques." Il a ensuite expliqué: "Il nous a donné la première compréhension de la nature des matériaux. Nous pouvons maintenant concevoir des molécules avec une assez bonne idée de leurs propriétés."
En 2003, à l'occasion du bicentenaire de l'annonce publique par Dalton de sa théorie atomique, le Manchester Museum rend hommage à l'homme, à sa vie et à ses découvertes scientifiques de pointe.