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constitution et cohésion de la matière solide

Posté par
lisabiche
17-04-16 à 11:30

Bonjour,
Je suis élève en Première S et j ai plusieurs questions en physique. J'essaye d'être la plus claire possible mais c'est un peu compliqué vu la confusion qu'il y a dans ma tête.

Quelle est la différence entre une force électrostatique et une force électriques ?

Comment peut exister un solide ionique ? On me dit qu'un atome perd ou gagne un électron pour devenir stable donc un ion. Mais d'où proviennent les électrons et où vont ceux que l'atome perd ? J'ai compris dans le cas des molécules avec les liaisons covalentes et le principe de mise en commun d'électrons, mais pour les ions on m'a dit qu'ils existent dans une solution mais comment et pourquoi c'est possible dans un solide ? Je ne remet pas en cause l'existence de solide ionique mais je ne comprend pas le système. Pourquoi un élément va plutôt formé une molécule constituée d'ions (avec des liaisons ioniques) ou d'atomes (avec de liaisons covalentes) ?
Dans ma confusion j'ai compris qu'un élément doit être stable pour exister. Pour ce faire, il va former des molécules ioniques ou moléculaires. Ces molécules sont constituées de liaisons ioniques ou covalentes. Les liaisons covalentes peuvent être polaires ou apolaires. Les liaisons ioniques sont forcements polaires. Mais quel est le lien entre l'électronégativité et la cohésion des solides ?
J'ai compris que les ions des solides ioniques sont maintenu uni par la loi de Coulomb. Pour les solides moléculaires, on me parle des interactions de van der Waals et des liaisons hydrogènes mais je ne comprend pas leur rôle.

Quelles est la différence entre une force et une énergie ? J'ai entendu dire que la différence est actuellement en débat mais si quelqu'un peut m'éclairer je veux bien un peu d'aide.

Merci d'avance pour vos réponses
Cdlmt
Lisa

Posté par
Achdeuzo
re : constitution et cohésion de la matière solide 18-04-16 à 01:48

Salut

Alors je tiens à préciser que je ne suis pas prof ou quoi que ce soit, mais je vais quand même essayer de t'aider^^


« Quelle est la différence entre une force électrostatique et une force électriques ? »

Pour moi, il n'y a aucune différence
Personnellement, je préfère le terme de « force électrostatique », qui est une force s'appliquant entre des charges « électriques », mais les deux termes peuvent être utilisés.


« Comment peut exister un solide ionique ? On me dit qu'un atome perd ou gagne un électron pour devenir stable donc un ion. Mais d'où proviennent les électrons et où vont ceux que l'atome perd ? »

Effectivement, certaines configurations électroniques sont plus stables que d'autres : c'est le cas des gaz rares, qui possèdent une couche de valence saturée en électrons, ce qui est extrêmement stable.
Les différents éléments chimiques ont donc tendance à adopter la configuration électronique du gaz rare le plus proche.

En pratique, les atomes ne vont pas "perdre" ou "absorber" des électrons venant de nulle part, mais ils vont former des liaisons covalentes avec d'autres atomes, en partageant des électrons (comme tu l'as dit ).

Or, il s'avère que certains éléments sont plus électronégatifs que d'autres, et ont une capacité d'attraction électronique plus importante.

On distingue donc trois cas de figure :
- la différence d'électronégativité est nulle : la liaison est covalente et les électrons sont partagés équitablement
- la différence d'électronégativité est faible : la liaison est toujours covalente, mais polarisée et les électrons sont préférentiellement situés autour de l'élément le plus électronégatif
- la différence d'électronégativité est élevée : la liaison devient ionique et les électrons sont uniquement situés autour de l'élément le plus électronégatif

Donc en fait, dans un solide ionique comme le NaCl, les atomes cherchent à devenir plus stables en formant une liaison covalente, mais la différence d'électronégativité est tellement forte, que :
- le chlore gagne un électron et devient un ion Cl-
- le sodium perd un électron et devient un ion Na+

Comme tu l'as dit, si ces ions restent liés les uns avec les autres, c'est grâce à l'interaction électrostatique (ou électrique ).


« Pour les solides moléculaires, on me parle des interactions de van der Waals et des liaisons hydrogènes mais je ne comprend pas leur rôle »

Elles n'ont pas vraiment de "rôle", mais ce sont ces forces qui maintiennent la cohésion d'un solide moléculaire.

Dans un solide ionique, les éléments qui interagissent sont des ions : on utilise donc la loi de Coulomb.

Dans un solide moléculaire, il y'a toujours des interactions électrostatiques, mais elles sont plus faibles et on leur donne différents noms : Van der Waals, hydrogène...


« Quelles est la différence entre une force et une énergie ? »

Une force est une grandeur vectorielle permettant de modéliser l'action mécanique subie par un système, qui peut se traduire par :
- une déformation
- une modification de son mouvement

Plus simplement :
Une action mécanique permet de déformer ou modifier le mouvement d'un système.
Mais cette action n'est pas observable en elle-même (logique) et on peut seulement observer ses effets sur le système en question.
On la modélise donc par un vecteur : la force.

Son unité internationale est le Newton (N)

(remarque : très souvent, on considère que action mécanique = force)

Une énergie, ou plutôt l'énergie, est une grandeur scalaire qui traduit l'aptitude d'un système à produire un mouvement, de la chaleur, un rayonnement…

Elle peut exister sous différentes formes : énergie cinétique, énergie chimique…

Dans tous les cas, elle ne peut jamais être créée !!
Elle peut uniquement subir :
- des transformations (passer d'une forme à une autre)
- des transferts (passer d'un système à un autre)

Son unité internationale est le Joule (J)

Bon je reconnais que cette définition est assez conceptuelle…
Tu peux imaginer l'énergie comme étant une substance invisible et impalpable, associée à un système, et lui permettant de « faire quelque chose ».
Par exemple : un système ayant de l'énergie cinétique est capable de maintenir son mouvement indéfiniment (dans le vide).

Voilà, j'espère avoir été suffisamment précis
Et ne pas avoir dit n'importe quoi aussi



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