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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 11 — #19
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LES ÉTATS DE LA MATIÈRE
phase nématique
phase smectique
phase cholestérique
FIGURE 1.5 – Trois types de cristaux liquides
Le changement d’orientation des molécules d’un cristal liquide peut être provoqué
par un champ électrique. Cette propriété est utilisée dans tous les dispositifs LCD
(affichage par cristaux liquides : Liquid Crystal Display).
1.5 États solides
Le refroidissement d’un liquide conduit à sa solidification.
Solide cristallin
Dans un solide cristallin, les molécules, atomes ou ions constitutifs se rangent les uns par
rapport aux autres selon une position géométrique régulière. Le solide est ainsi constitué
par la répétition régulière de motifs structuraux. Il est possible de déterminer expérimentalement la position des atomes, ions ou molécules dans un solide cristallin en dirigeant des
rayons X sur le cristal. Les électrons de la matière qui reçoivent ces ondes électromagnétiques ré-émettent des ondes et le signal reçu par l’observateur contient des informations
exploitables qui permettent de déterminer la position des atomes dans le solide. Les solides
cristallins peuvent être classés en fonction des forces qui unissent les particules dont ils sont
constitués.
• Cristaux métalliques : un solide métallique est cristallin. La liaison métallique peut être
appréhendée en première approximation par l’interaction coulombienne attractive entre les
électrons de valence (électrons externes) des atomes métalliques, délocalisés sur la totalité
du système cristallin et les ions métalliques positifs résultant du détachement des électrons
de valence à partir des atomes du métal.
• Cristaux ioniques : la cohésion d’un solide ionique peut s’expliquer par l’attraction électrostatique entre des ions de charges opposés. Dans un cristal ionique, chaque ion est entouré par des ions de charge opposée.
• Cristaux moléculaires : un solide moléculaire est constitué par des molécules neutres liées
par des forces attractives de type VAN DER WAALS ou liaisons hydrogène (voir chapitre
5, Forces intermoléculaires).
• Cristaux covalents : un solide covalent (ou macrocovalent) est constitué par des particules
maintenues ensemble par liaisons covalentes. Le carbone solide, à l’état de diamant ou de
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LES ÉTATS DE LA MATIÈRE
phase nématique
phase smectique
phase cholestérique
FIGURE 1.5 – Trois types de cristaux liquides
Le changement d’orientation des molécules d’un cristal liquide peut être provoqué
par un champ électrique. Cette propriété est utilisée dans tous les dispositifs LCD
(affichage par cristaux liquides : Liquid Crystal Display).
1.5 États solides
Le refroidissement d’un liquide conduit à sa solidification.
Solide cristallin
Dans un solide cristallin, les molécules, atomes ou ions constitutifs se rangent les uns par
rapport aux autres selon une position géométrique régulière. Le solide est ainsi constitué
par la répétition régulière de motifs structuraux. Il est possible de déterminer expérimentalement la position des atomes, ions ou molécules dans un solide cristallin en dirigeant des
rayons X sur le cristal. Les électrons de la matière qui reçoivent ces ondes électromagnétiques ré-émettent des ondes et le signal reçu par l’observateur contient des informations
exploitables qui permettent de déterminer la position des atomes dans le solide. Les solides
cristallins peuvent être classés en fonction des forces qui unissent les particules dont ils sont
constitués.
• Cristaux métalliques : un solide métallique est cristallin. La liaison métallique peut être
appréhendée en première approximation par l’interaction coulombienne attractive entre les
électrons de valence (électrons externes) des atomes métalliques, délocalisés sur la totalité
du système cristallin et les ions métalliques positifs résultant du détachement des électrons
de valence à partir des atomes du métal.
• Cristaux ioniques : la cohésion d’un solide ionique peut s’expliquer par l’attraction électrostatique entre des ions de charges opposés. Dans un cristal ionique, chaque ion est entouré par des ions de charge opposée.
• Cristaux moléculaires : un solide moléculaire est constitué par des molécules neutres liées
par des forces attractives de type VAN DER WAALS ou liaisons hydrogène (voir chapitre
5, Forces intermoléculaires).
• Cristaux covalents : un solide covalent (ou macrocovalent) est constitué par des particules
maintenues ensemble par liaisons covalentes. Le carbone solide, à l’état de diamant ou de
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