Chimie

Image moléculaire des états physiques

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Phases spéciales

La plupart des substances connues présentent le même comportement au point de fusion : Le centre de gravité des particules n'est plus fixe comme dans le cristal (mouvement de translation) et les particules peuvent tourner plus ou moins librement. La fusion et la congélation s'accompagnent généralement du relâchement ou de la congélation de translation et de rotation à la température de fusion. Ils sont présentés dans cette section.

Conduction ionique dans le solide

Les cristaux d'ions sont généralement des isolants à l'état solide : les ions sont fixés à leurs positions de réseau et le transport de charges n'est pas possible. Les ions ne sont mobiles que lorsqu'ils sont fondus, les sels liquides sont des conducteurs électriques.

Cependant, il existe des substances dans lesquelles les ions peuvent s'éloigner des sites du réseau dans le cristal. Un exemple est l'iodure d'argent (AgJE.) : A l'état solide, les ions argent migrent dans150 jusqu'à 200°C à travers le cristal, tandis que les anions iodure restent fixés dans le réseau ionique, c'est-à-dire que le réseau cationique fond à une température inférieure à celle du réseau anionique. On parle ici d'un leader permanent.

Cristaux en plastique

Les atomes n'ont pas de moment d'inertie notable car toute leur masse est concentrée dans le noyau. Leur énergie de rotation est donc nulle. Les molécules, en revanche, ont toujours une énergie de rotation en phase gazeuse et liquide à des températures qui ne sont pas trop basses, mais pas dans le solide. Dans le cas de molécules approximativement sphériques telles que le 2,2-diméthylpropane (néopentane) ou l'adamantane, cependant, la rotation peut déjà avoir lieu dans le corps solide en dessous du point de fusion réel. De tels systèmes sont appelés cristaux plastiques.

Dans les cristaux plastiques, une rotation des molécules presque sphériques est possible même en dessous de la température de fusion du réseau de translation. Au fur et à mesure que la température augmente, le cristal (orientation et ordre de position à longue distance) devient un cristal plastique (ordre de position à longue distance) et enfin un liquide (pas d'ordre à longue distance).

Cristaux liquides

Les cristaux liquides sont complémentaires des cristaux plastiques. Ceux-ci sont constitués de molécules dont la forme s'écarte fortement de la forme sphérique (tiges ou disques).

Ici, l'ordre d'orientation à longue distance est initialement conservé pendant la fusion. Les propriétés physiques d'une telle phase montrent une directionnalité similaire à celle des cristaux. Dans le domaine optique, cette anisotropie d'un cristal liquide se manifeste par une turbidité. Ce n'est qu'après un chauffage supplémentaire qu'une rotation libre autour des trois axes spatiaux est possible à une certaine température, l'anisotropie des propriétés disparaît. On parle de point d'éclaircissement, puisque la phase est maintenant transparente, comme d'habitude avec les liquides.

Il existe un certain nombre de phases de cristaux liquides différentes dans lesquelles, par ex. Parfois, la traduction est inhibée dans une ou deux directions. La combinaison des propriétés fluide et anisotrope a conduit à d'importantes applications techniques telles que les dispositifs LCD ("liquid crystal display").

Littérature

Eidenschink, R. (1984):Cristaux liquides. Dans: La chimie à notre époque, 18. 5, 168-176
Finkenzeller, U. (août 1990):Cristaux liquides pour écrans optiques. Dans: Spectre de la science.
Kopitzke, J.; Wendorff, J. (2000):Cristaux Liquides Discotiques : Matériaux pour l'Optoélectronique. Dans: La chimie à notre époque, 34.. 1, 4-16


Vidéo: Molécules et états de la matière. Physique Chimie. Collège. Cycle 4 (Mai 2022).