Unicité des atomes et interconnexions

[YannCPGE]

Bonjour à tous

Je travaille sur une expérience de pensée et celle-ci m’a fait rencontrer plusieurs problèmes auxquels j’espère pouvoir obtenir réponses grâce à vous

(1) Un atome est-il unique ?
Détails : J’ai entendu parler d’expériences de téléportation quantique présentant la faisabilité de ‘’téléporter’’ l’état d’un atome d’un point point A à un point B par intrication. En revanche, j’ai également lu qu’un électron à des années lumières de notre planète est parfaitement similaire à un électron dans notre corps.
Quelle serait le résultat d’une expérience du bateau de Thésée : Imaginons un corps (vivant ou non) comportant quantité d’atomes dont bon nombre de carbones. Est-il possible (théoriquement) de remplacer un atome de carbone du corps par un atome de carbone pris au hasard ailleurs ou faudrait-il modifier l’atome pour qu’il soit compatible ?
A votre avis, quel serait le résultat si l’expérience était répétée pour l’ensemble des atomes du corps ?


(2) Pourquoi certains atomes sont liés et d’autres pas ?
Détails : Qu’est ce qui fait qu’une bille est une sphère et non pas une flaque d’atome indépendant. Pourquoi se tiennent-il entre eux et pourquoi ne se tiennent pas à tout autre atome, différent ou similaire ?
Pourquoi, si je casse ma bille en 2, je ne peux pas la réparer en remettant en contact les morceaux de la bille ? Qu’est ce qui empêche les atomes de se recoller ensemble ?
Me semble-t-il que des liens peuvent se faire en apportant de l’énergie (en chauffant par exemple) et que des liens peuvent se briser de la même façon. Mais est-ce que tout atome peut se lier avec tout atome ? Est-ce plus facile de lier 2 atomes qui l’était déjà auparavant (comme ceux de ma bille) ?


Je me rends compte que cela fait beaucoup de questions Je vous serais très reconnaissant de votre aide, cela m’est important

Un grand merci à vous,
Yannaël
-----

[jiherve]

bonjour
moi je suis sur que tous mes carbones proviennent de Stellaris Mortibus et en aucun cas je les échangerais aussi je suis bien peine pour répondre au 1.
Pour le 2 nous avons des spécialistes ici.
JR

[XK150]

Salut ,

1 - Oui , tous les atomes d'un élément sont indiscernables et si on le pouvait , on pourrait remplacer n'importe quel atome de carbone par un autre atome de carbone .

2 - Cette question tombe dans " les états de la matière " . Nombreuses pages sur Internet . Réponse courte :

Solide -Dans un solide, les forces d'attraction maintiennent les particules suffisamment ensemble pour que les particules ne se déplacent pas les unes par rapport aux autres. Leur vibration est liée à leur énergie cinétique. Dans le solide, les particules vibrent sur place.

Liquide -Dans un liquide, les particules s'écoulent ou glissent les unes sur les autres, mais restent vers le fond du récipient. Les forces d'attraction entre les particules sont suffisamment fortes pour contenir un volume spécifique, mais pas assez fortes pour que les molécules glissent les unes sur les autres.

Gaz –Dans un gaz, les particules sont en mouvement continu et rectiligne. L'énergie cinétique de la molécule est supérieure à la force d'attraction entre elles, elles sont donc beaucoup plus éloignées et se déplacent librement l'une de l'autre. Dans la plupart des cas, il n'y a essentiellement aucune force d'attraction entre les particules. Cela signifie qu'un gaz n'a rien pour avoir une forme ou un volume spécifique.

(Un quatrième état de la matière, appelé plasma, existe lorsqu'un gaz devient ionisé. Le plasma existe à l'intérieur des étoiles , dans les gaz interstellaires et dans les machines terrestres à fusion .)

[Deedee81]

Salut,

Est-il possible (théoriquement) de remplacer un atome de carbone du corps par un atome de carbone pris au hasard ailleurs ou faudrait-il modifier l’atome pour qu’il soit compatible ?
A votre avis, quel serait le résultat si l’expérience était répétée pour l’ensemble des atomes du corps ?

Pour ce qu'on en sait : aucune conséquence.

Mais il y a quand même une preuve expérimentale des "l'identité parfaite" de deux atomes de même nature. C'est lié aux propriétés statistiques d'un ensemble d'objets (particules, atomes,....) : ils peuvent obéir à la statistique de Maxwell-Boltzmann, Bose-Einstein ou Fermi-Dirac. Ces deux dernières se produisent pour des raisons quantiques mais aussi parce qu'on ne peut discerner deux des objets s'ils sont identiques... au sens fort (si un lutin les échanges quand on ne regarde pas, on obtient la même état, pas juste quelque chose qu'on ne peut distinguer).

Or les atomes obéissent à ces deux dernières statistiques. Ce qu'on vérifie avec les condensats de Bose-Einstein, la superfluidité...

(2) Pourquoi certains atomes sont liés et d’autres pas ?

Ca c'est toute la mécanique quantique et la chimie. Faudrait au moins un livre entier pour répondre.

Pour faire ultra-court : c'est dû à la répartition des électrons autour de l'atome. L'échange d'électrons entre atome peut alors être favorable et lier les atomes.

[A voir en vidéo sur Futura]

[albanxiii]

Bonjour,

Or les atomes obéissent à ces deux dernières statistiques. Ce qu'on vérifie avec les condensats de Bose-Einstein, la superfluidité...

J'ajoute la supraconductivité où les électrons individuels sont des fermions et les paires de Cooper (deux électrons couplés par le réseau) de bosons. La présence ou l'absence de ces derniers a des conséquences macroscopiques spectaculaires.

[champetre]

Bonjour,

1 - Oui , tous les atomes d'un élément sont indiscernables et si on le pouvait , on pourrait remplacer n'importe quel atome de carbone par un autre atome de carbone

Pas tout à fait, il faut tenir compte des isotopes.

Ça semble inutile dans ce cas, mais ça ne les rend pas indiscernables pour autant.

[YannCPGE]

Bonjour deedee81,

Je vous remercie grandement pour votre réponse, celle-ci m'éclaircit beaucoup !

Vous dites ''Ca c'est toute la mécanique quantique et la chimie. Faudrait au moins un livre entier pour répondre'', auriez-vous justement un livre ou autres documents à me conseiller à ce sujet svp ?

Très bonne journée à vous.
Bien cordialement,
Yannaël

[YannCPGE]

Merci beaucoup XK150 pour cette réponse !

[Deedee81]

Salut,

Vous dites ''Ca c'est toute la mécanique quantique et la chimie. Faudrait au moins un livre entier pour répondre'', auriez-vous justement un livre ou autres documents à me conseiller à ce sujet svp ?

La base assez simple est le Feynman : "Mécanique quantique". On le trouve sur le net. Il n'est pas très complet mais est le plus pédagogique. Et il explique la structure électronique des atomes et les bases pour la notion de liaison chimique (il prend simplement H2 comme exemple).