Chapitre 27 • La matière
Figure 27.1 Diagramme de phases pression-volume-température
Sur cette surface d’états, on distingue les phases solide (S), liquide (L) et gaz (G), liquidegaz au delà du point critique (L-G), ainsi que les régions de coexistence (S+L, S+G, L+G,
ligne triple (S+L+G) et point critique (C).
Certains matériaux présentent des états particuliers : solide amorphe (dont la fusion
s’étale sur une large plage de température, avec un ramollissement progressif), état
mésomorphe (cristal liquide).
27.1.2 Structure de la matière
Les éléments chimiques n’existent sous la forme d’atomes ou d’ions séparés que dans
quelques cas comme les gaz rares atomiques (hélium, néon, argon, krypton, xénon...) et
les vapeurs métalliques mises en œuvre dans les tubes à décharge (mercure, sodium...) ;
depuis les années 1980, on sait aussi maintenir un ion unique sous vide dans un piège
pendant quelques secondes à quelques jours en laboratoire pour des expériences.
L’observation d’échantillons minéraux naturels apparaissant à l’œil nu ou sous microscope sous formes d’un cristal aux faces planes bien définies, laisse penser que ces minéraux sont constitués d’un arrangement périodique d’entités élémentaires (R.J. Haüy, vers
1800). La diffraction des rayons X (M. von Laue, W.H et W.L. Bragg, 1914), des protons ou des neutrons, confirme que ces minéraux, et plus généralement les solides cristallins, ont une structure spatiale ordonnée composée de la répétition par translation
d’unités identiques : un ou plusieurs atomes, ions ou molécules (y compris des molécules complexes comme des protéines).
Un solide amorphe a une structure désordonnée, avec seulement un certain ordre à
courte distance.
Dans un liquide, les atomes, ions ou molécules peuvent « glisser » les uns par rapport
aux autres. La structure est désordonnée, avec un certain ordre à courte distance.
Un état mésomorphe correspond à un cristal liquide formé de macromolécules allongées pouvant se déplacer mais gardant toutes la même direction ; de tels états sont
observés dans de nombreuses substances biologiques comme des dérivés du cholestérol (F. Reinitzer, 1888), ainsi que dans des substances synthétiques comme le MBBA
(1961). Les afficheurs à cristal liquide utilisent les propriétés optiques anisotropes du
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“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 542 — #552
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Figure 27.1 Diagramme de phases pression-volume-température
Sur cette surface d’états, on distingue les phases solide (S), liquide (L) et gaz (G), liquidegaz au delà du point critique (L-G), ainsi que les régions de coexistence (S+L, S+G, L+G,
ligne triple (S+L+G) et point critique (C).
Certains matériaux présentent des états particuliers : solide amorphe (dont la fusion
s’étale sur une large plage de température, avec un ramollissement progressif), état
mésomorphe (cristal liquide).
27.1.2 Structure de la matière
Les éléments chimiques n’existent sous la forme d’atomes ou d’ions séparés que dans
quelques cas comme les gaz rares atomiques (hélium, néon, argon, krypton, xénon...) et
les vapeurs métalliques mises en œuvre dans les tubes à décharge (mercure, sodium...) ;
depuis les années 1980, on sait aussi maintenir un ion unique sous vide dans un piège
pendant quelques secondes à quelques jours en laboratoire pour des expériences.
L’observation d’échantillons minéraux naturels apparaissant à l’œil nu ou sous microscope sous formes d’un cristal aux faces planes bien définies, laisse penser que ces minéraux sont constitués d’un arrangement périodique d’entités élémentaires (R.J. Haüy, vers
1800). La diffraction des rayons X (M. von Laue, W.H et W.L. Bragg, 1914), des protons ou des neutrons, confirme que ces minéraux, et plus généralement les solides cristallins, ont une structure spatiale ordonnée composée de la répétition par translation
d’unités identiques : un ou plusieurs atomes, ions ou molécules (y compris des molécules complexes comme des protéines).
Un solide amorphe a une structure désordonnée, avec seulement un certain ordre à
courte distance.
Dans un liquide, les atomes, ions ou molécules peuvent « glisser » les uns par rapport
aux autres. La structure est désordonnée, avec un certain ordre à courte distance.
Un état mésomorphe correspond à un cristal liquide formé de macromolécules allongées pouvant se déplacer mais gardant toutes la même direction ; de tels états sont
observés dans de nombreuses substances biologiques comme des dérivés du cholestérol (F. Reinitzer, 1888), ainsi que dans des substances synthétiques comme le MBBA
(1961). Les afficheurs à cristal liquide utilisent les propriétés optiques anisotropes du
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