1.1 Liaisons et cohésion de la matière solide

Question 1

Quels sont les électrons qui participent aux interactions ?

Answer 1

Les électrons périphériques

Question 2

Deux grands types de liaisons ?

Answer 2

• liaison forte
• liaison faible

Question 3

Comment évolue le lien entre l’électron et l’atome en fonction de la distance entre eux ?

Answer 3

+ un électron est éloigné du noyau, moins il est lié à l’atome.

• forces électrostatiques diminuent avec la distance + effet écran
• énergie de liaison des électrons éloignés est plus faible = + facile de les arracher

Question 4

Qu’est ce qu’un cation ?

Answer 4

C’est un ion positif : il a perdu un ou plusieurs électrons

Question 5

Comment expliquer la facilité d’un atome à devenir un cation ?

Answer 5

Cela dépend de son énergie d’ionisation = l’énergie requise pour extraire un électron d’un atome.
–> maximale pour les gaz rares
–> faible pour les alcalins

Question 6

Qu’est ce qu’un anion ?

Answer 6

C’est un ion négatif : il a gagné un ou plusieurs électrons.

Question 7

Comment expliquer la facilité d’un atome à devenir un anion ?

Answer 7

Cela dépend de son électroaffinité = la capacité d’un atome à capturer un électron supp.
- halogènes

Question 8

Liaison ionique :

Answer 8

échange d’un ou plusieurs électrons entre un cation et un anion.
On obtient un solide ionique, qui est électriquement neutre (but : se rapprocher des gaz nobles et être stable)

Question 9

Condition pour la formation d’une liaison ionique ?

Answer 9

le cation et l’anion doivent avoir le même nombre d’électrons à échanger.

Question 10

Caractéristiques d’une liaison ionique ?

Answer 10

Non orientée et non directionnelle

Question 11

Définition de la dureté ?

Answer 11

capacité du matériau à résister à la déformation locale : rayure, abrasion, pénétration

Question 12

Définition de la rigidité ?

Answer 12

Capacité du matériau à résister à la déformation globale, type traction ou compression

Question 13

Lien entre la rigidité et la force de la liaison ?

Answer 13

Liaison forte = rigidité augmente et température de fusion aussi

Question 14

Contraire de la rigidité ?

Answer 14

La souplesse

Question 15

Définition de la fragilité

Answer 15

Tendance d’un matériau à se casser soudainement et sans déformation plastique notable.

Question 16

Contraire de la fragilité ?

Answer 16

La ductilité : le matériau se déforme largement avant de se casser : il peut s’étirer/se plier avant de se casser

Question 17

Caractéristiques d’un solide ionique ?

Answer 17

• Dureté
• Rigidité
• Fragilité (si la force appliquée déplace les ions et que des charges identiques se rencontrent : répulsion)
• isolant thermique et électrique

Question 18

Liaison covalente ?

Answer 18

Mise en commun localisée d’électrons par des atomes. Uniquement électrons de la couche externe. But : devenir plus stable.
Elle est directionnelle (=géométrie précise)

Question 19

Intensité de la liaison covalente ?

Answer 19

Fonction du degré d’énergie de liaison des électrons mis en commun = du nb de couches électroniques : + on se rapproche du noyau, + c’est chargé en énergie.

Question 20

Caractéristiques d’un solide covalent ?

Answer 20

• Dureté (liaisons covalentes sont fortes)
• Rigidité
• Fragilité (car liaison directionnelle)
• Isolant électrique (car pas d’électron libre pour conduire l’électricité)
• Conducteur thermique (grâce à la connexion solide entre les atomes, les vibrations se déplacent rapidement)

Question 21

Liaison métallique ?

Answer 21

Entre des atomes métalliques. Mise en commun délocalisée d’électrons : ils sont libres de se déplacer entre les atomes métalliques ; se répartissent dans l’ensemble du métal.
Non directionnelle
Ils servent de colle aux cations pour qu’ils restent dans le réseau cristallin

Question 22

Atomes concernés par la liaison métallique ?

Answer 22

• nb d’électrons de valence peu élevé
• faible énergie d’ionisation
• faible électroaffinité
  Parties gauche et centrale du tableau périodique.

Question 23

Caractéristiques d’un solide métallique ?

Answer 23

• Mou
• Ductile
• Rigide
• Malléable
• Conducteur thermique et électrique

Question 24

Quelles sont les deux liaisons faibles ?

Answer 24

• Les liaisons de Van der Waals
• Les liaisons hydrogène
  Sont INTERMOLECULAIRES
  Si elles sont faibles, peuvent facilement être rompues par sollicitation thermique ou mécanique

Question 25

Liaison de Van der Waals ?

Answer 25

Liaison entre dipôles de signes opposés.
Point de fusion relativement bas (quelques dizaines de K)

Question 26

Caractéristiques de la liaison de VdW et hydrogène ?

Answer 26

• Faible rigidité
• T. fusion faible
• Isolant

Question 27

Liaison hydrogène ?

Answer 27

Sous liaison des liaisons de VdW (un peu + intense).
Entre : molécule d’hydrogène et molécule avec forte électroaffinité