Espèce chimique

Définition

Une espèce chimique est toute structure de nature chimique, quel que soit le nombre d'entités moléculaires identiques qui la composent. Un ensemble d'un nombre inconnu d'entités moléculaires du même type constitue une espèce chimique.

Deux espèces chimiques en réaction :

Deux espèces chimiques A et B (A) réagissent à travers deux réactions, dont l'un (gris) est entraîné par une force thermodynamique dépendante de l'état. Un mélange dilué (B) et bien agité d'espèces chimiques (cercles colorés) réagissent à travers un ensemble aléatoire de réactions. Certaines réactions sont copiées et biaisées par un ensemble de forces thermodynamiques qui sont des fonctions non linéaires du profil de concentration de l'espèce.

Explications

Une espèce chimique est une substance chimique ou un ensemble composé d'entités moléculaires chimiquement identiques qui peuvent explorer le même ensemble de niveaux d'énergie moléculaire sur une échelle de temps caractéristique ou délimitée. Le terme est appliqué également à un ensemble d'unités structurelles atomiques ou moléculaires chimiquement identiques dans un réseau solide.

En chimie supramoléculaire, les espèces chimiques sont ces structures supramoléculaires dont les interactions et les associations sont provoquées par des actions intermoléculaires de liaison et de décollement, et fonctionnent pour former la base de cette branche de la chimie.

Par exemple, un titrage permet de déterminer une espèce chimique avec l'analyte et le titrant. Une espèce chimique spécifique est définie si la nature, la proportion et la disposition des éléments chimiques qui la composent sont définies.

Exemple

Par exemple, l'eau est une espèce chimique parce que :

• la nature de ses éléments est définie, en fait elle est composée d'atomes d'hydrogène et d'oxygène;
• la proportion de ses éléments est définie, en fait chaque molécule d'eau est composée de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène, qui sont alors dans un rapport de 2 : 1;
• la disposition de ses éléments est définie, en effet les atomes qui la composent sont reliés les uns aux autres pour former un angle de 104,45 °, avec l'atome d'oxygène lié aux deux atomes d'hydrogène.

Un couple d'espèces chimiques, l'une oxydante, l'autre réductrice, est appelé couple rédox ou oxydo-réducteur.

Principes et généralités

Sont donc des espèces chimiques :

• toute substance chimique, y compris les substances simples (dont les molécules sont formées par plusieurs atomes de même nature) et les composés chimiques (dont les molécules sont formées par plusieurs atomes de nature différente);
• réactifs, produits et intermédiaires (analyte, titrant, mesurande...) de toute réaction chimique;
• les électrons dans le contexte des réactions redox, car ils peuvent être identifiés comme des produits ou des réactifs.

La seule prérogative pour définir une espèce chimique est qu'elle a une "nature chimique" bien définie (c'est-à-dire qu'elle doit avoir sa propre formule chimique). Les mélanges ne sont pas des espèces chimiques, car ils contiennent plus d'espèces chimiques de nature différente. Même les phases ne sont pas des espèces chimiques, puisque dans la même phase plusieurs espèces chimiques de nature différente peuvent coexister.

À partir de chaque élément chimique peuvent être définies différentes espèces chimiques qui lui sont associées, qui en diffèrent selon la composition isotopique, la charge (ou l'état d'oxydation), etc.

En tant qu'espèce dans un contexte chimique, on entend donc un certain type de particules (atomes, molécules ou similaires). Les conformations, les étapes de dissociation ou redox, etc., de la même substance, qui sont en équilibre les unes avec les autres et indiscernables sur l'échelle de temps de la réaction ou de la mesure considérée appartiennent à la même espèce. Où cela n'a pas d'importance, les isotopes ne sont pas distingués.

Les espèces chimiques sont souvent utilisées comme un terme générique quand, dans une situation, les types de particules doivent être traités ensemble, pour lesquels des termes plus spécifiques sont usuels, comme les molécules et les ions, les atomes et les clusters ou les centres de couleur.

La formation de différentes espèces à partir d'une substance est appelée spéciation. Des exemples de l'extraction et la détermination des espèces chimiques dans les solutions peuvent être trouvés dans de nombreux manuels de chimie.

En rapport avec "espèce chimique"

• structure moléculaire

  

  La structure moléculaire définit la disposition spatiale des atomes et des liaisons chimiques entre les atomes dans une molécule.

• abondance des éléments chimiques

  

  L'abondance des éléments chimiques pour un élément donné est le rapport de cet élément présent dans l'environnement donné à celui des autres éléments dans...

• composé chimique

  

  Un composé chimique est l'association de plusieurs éléments chimiques purs différents avec des liaisons fixes les uns par rapport aux autres.

• composition chimique

  

  La composition chimique est la disposition d'une matière, le rapport et le type d'atomes dans les molécules de substances chimiques (corps purs).