La théorie moderne de la matière date des travaux de John Dalton au début du 19ème siècle. L’atome est considéré comme l’unité de base de tout élément, et les atomes peuvent se combiner chimiquement pour former des molécules, la molécule étant la plus petite unité de toute substance qui possède les propriétés de cette substance. Un élément de la théorie moderne est toute substance dont tous les atomes sont les mêmes (c’est-à-dire ont le même numéro atomique), tandis qu’un composé est composé de différents types d’atomes réunis en molécules.

La différence entre un mélange et un composé permet d’illustrer la différence entre un changement physique et un changement chimique. Différents atomes peuvent également être présents ensemble dans un mélange, mais dans un mélange, ils ne sont pas liés chimiquement comme ils le sont dans un composé. Lors d’un changement physique, tel qu’un changement d’état (par exemple, du solide au liquide), la substance dans son ensemble change, mais sa structure sous-jacente reste la même; l’eau est toujours composée de molécules contenant deux atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène, qu’elle soit sous forme de glace, d’eau liquide ou de vapeur. Dans un changement chimique, cependant, la substance participe à une réaction chimique, avec une réorganisation conséquente de ses atomes. En conséquence, il devient une substance différente avec un ensemble de propriétés différent.

De nombreuses propriétés physiques et une grande partie du comportement de la matière peuvent être comprises sans hypothèses détaillées sur la structure des atomes et des molécules. Par exemple, la théorie cinétique-moléculaire des gaz fournit une bonne explication de la nature de la température et de la base des différentes lois des gaz et donne également un aperçu des différents états de la matière. Les substances dans différents états varient dans la force des forces entre leurs molécules, les forces intermoléculaires étant les plus fortes dans les solides et les plus faibles dans les gaz. La force qui maintient les molécules semblables ensemble est appelée cohésion, tandis que celle entre les molécules différentes est appelée adhérence (voir adhérence et cohésion). Parmi les phénomènes résultant des forces intermoléculaires figurent la tension superficielle et la capillarité. Un nombre encore plus grand d’aspects de la matière peut être compris lorsque la nature et la structure de l’atome sont prises en compte. La théorie quantique a fourni la clé pour comprendre l’atome, et la plupart des problèmes de base relatifs à l’atome ont été résolus.

La théorie atomique de la matière ne répond pas à la question de la nature fondamentale de la matière. On sait maintenant que la matière et l’énergie sont intimement liées. Selon la loi d’équivalence masse-énergie, développée par Albert Einstein dans le cadre de sa théorie de la relativité, une quantité de matière de masse m possède une énergie intrinsèque de masse au repos E donnée par E = mc2, où c est la vitesse de la lumière. Cette équivalence est démontrée de manière spectaculaire dans les phénomènes de fission et de fusion nucléaires (voir énergie nucléaire; noyau), dans lesquels une petite quantité de matière est convertie en une assez grande quantité d’énergie. La réaction inverse, la conversion de l’énergie en matière, a été fréquemment observée dans la création de nombreuses nouvelles particules élémentaires. L’étude des particules élémentaires n’a pas résolu la question de la nature de la matière, mais l’a seulement déplacée à une plus petite échelle.

• Introduction
• Les Propriétés de la Matière
• Les États de la Matière
• Théories anciennes de la Matière
• Théorie Moderne de la Matière
• Bibliographie