Les états de la matière - publié le 19/12/2023

Thèmes abordés

État liquide, état gazeux, état solide, physique, loi de Boyle, loi d'Avogadro, types de solides, métaux, cristal, point de fusion

Résumé du document

Ce document reprend de manière exhaustive les différents états de la matière avec les lois de physique qui y sont associées.

Extraits

[...] Chaque atome a 12 premiers voisins. Le meilleur moyen c'est le système hexagonal (dans le plan) avec 6 premiers voisins + 3 premiers voisins au-dessus + 3 premiers voisins en - dessous. Solides covalents Composés formés d'atomes liés par des liaisons covalentes (fortes, directionnelles) Cassants Ne conduisent ni la chaleur ni l'électricité Souvent à base de carbone ou de silicium Ex : graphite, diamant, céramiques, verres Compacité réelle des métaux = degré d'occupation de l'espace Représentation de la maille cubique à face centrée n° d'atomes par maille : atome X 6 = 3 atomes 1/8 atome X 8 = 1 atome 4 atomes par maille cubique à face centrée Pour définir la compacité réelle, on utilise la géométrie. [...]

[...] Meau ne dépend que du solvant ∆H°éb.eau Kf = RT² . Meau ne dépend que du solvant ∆H°fus.eau Pression osmotique = PI Osmose : flux du solvant dans une solution à travers une membrane semi-perméable Pression osmotique : excès de pression hydrostatique de la solution comparé au solvant pur Or tout système chimique tend à Minimiser son énergie (son enthalpie) Maximiser son entropie Or là, le système est bien ordonné (solvant pur à gauche, solution à droite) donc ça tend vers le désordre (un maximum d'eau se mélange au soluté) et donc le solvant pur passe en solution. [...]

[...] Or, pour minimiser l'énergie totale d'un système, il faut des défauts notion d'entropie = état de désordre d'un système). Si on ↗t°, on ↗ le n° de défauts (car les atomes sont + excités) Défauts ponctuels = défauts de type Fränkel, de type Schottky + 1 é- intrus dans les réseaux ioniques + centre F (un é- à la place d'un atome) Défauts linéaires : perte d'une colonne ou d'une rangée dislocation). Rem : Si on applique une force sur un système qui a subi une dislocation, cette dislocation se déplace) Défauts « plans » : joint de grains plans cristallins se mettent ensemble mais comme ils ne sont pas très symétriques, il y a des défauts) et macles Conductivité Si la bande de conduction et la bande de valence se touchent : c'est un métal et donc il conduit l'électricité (car les électrons sont libres et peuvent aller dans la bande de conduction) Conducteur : Si les bandes ne se touchent pas, c'est un non-métal et donc il ne conduit pas l'électricité non-conducteur Semi-conducteur : La bande de conduction et la bande de valence sont proches mais ne se touchent pas A température normale, pas de conduction, mais si on fournit de l'énergie, il y a possibilité que les électrons changent de bande Semi-conducteurs = substance où certains électrons peuvent franchir le « Gap » entre les bandes de conduction et de valence La conductivité est augmentée par le dopage avec des éléments du groupe 3a ou 5a (semi-conducteurs extrinsèques) et par la température (semi-conducteurs intrinsèques). [...]

[...] Élévation du point d'ébullition Diminution du point de congélation Pression osmotique Point d'éb. Augmente et pt de congélation diminue Si on rajoute un soluté non-volatile à un solvant volatile, les propriétés physiques changent La t° de congélation diminue (eau + sel ≡ La t° d'ébullition augmente (eau + sel ≡ 106 - 107°C) Pour une même t°, la pression de la solution est plus petite que la pression du solvant pur car le soluté est non volatile ∆P = P°solvant . [...]

[...] Ce travail, c'est refroidir le verre Ensuite, on le réinjecte donc il « tourne ». le système se refroidit peu à peu jusqu'à ce que le gaz réel soit bloqué (car il n'a plus d'Ecin pour remonter) dans son puits de potentiel et passe à l'état liquide. C'est la technique de liquéfaction utilisée à peu près partout État solide Remarque : Ecin ≫ E pot. Donc état = gazeux Ecin ≃E pot. Donc état = liquide Ecin ≪ E pot. Donc état = solide Or l'énergie cinétique est directement reliée à la température. [...]