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Métallurgie physique Partie 2 Liaisons atomiques et cohésion de la matière Plan

Métallurgie physique Partie 2 Liaisons atomiques et cohésion de la matière Plan 2.1 Les liaisons 2.1.1 Les liaisons fortes 2.1.2 Les liaisons faibles 2.2 Les forces de cohésion interne Métallurgie physique 2. Liaisons atomiques et cohésion de la matière La matière est composée d’atomes. Dans un solide, les atomes sont liés entre eux. Le type de liaison déterminera en grande partie le comportement macroscopique du matériau solide. Rappel: atome Métallurgie physique 2. Liaisons atomiques et cohésion de la matière 2.1 Les liaisons 2.1.1 Les liaisons fortes ionique covalente métallique partage... perte ou gain... abandon... ... des électrons de valence Métallurgie physique * Liaison covalente - partage d’électrons de valence entre 2 atomes - liaison directionnelle et très stable - la couche extérieure des éléments doit être au moins à moitié pleine - la liaison est d’autant plus forte que les atomes périphériques sont près - ex. : le diamant 2. Liaisons atomiques et cohésion de la matière Métallurgie physique * Liaison ionique - perte ou gain d’électrons de valence - attraction entre les ions de signes différents - liaison non-directionnelle - très stable (couches remplies) - liaison d ’autant plus forte que les atomes périphériques sont près du noyau et que  électronégativité est - liaison entre les éléments qui ont beaucoup et peu d’électrons de valence - ex.1: NaCl  Na+ + Cl- le sodium cède son é- au chlore - ex.2 : les oxydes métalliques (MgO, Al2O3, Fe2O3, etc.) 2. Liaisons atomiques et cohésion de la matière Métallurgie physique 2. Liaisons atomiques et cohésion de la matière *Liaison métallique - abandon, délocalisation des électrons de valence - formation d’une structure d’ions + noyés dans un gaz d’électrons - concerne des éléments possédant peu d’é- de valence ou très éloignés du noyau - les é- mobiles expliquent les conductibilités thermique et électrique des métaux - ex. : Na, Fe, Cu, Al, etc. Métallurgie physique 2. Liaisons atomiques et cohésion de la matière * Note importante - en réalité, les liaisons sont mixtes H H H Cl Na Cl liaison covalente pure liaison mixte liaison ionique Métallurgie physique 2. Liaisons atomiques et cohésion de la matière 2.1 Les liaisons 2.1.2 Les liaisons faibles * Modification minime de la position des électrons * Les liaisons faibles sont crées par les interactions électrostatiques entre les dipôles électriques. * Dipôle électrique - dans une molécule, le centre des charges + n’est pas confondu avec celui des charges - - (1) création d’un dipôle induit (a, b et c) - (2) dipôle permanent (d) Métallurgie physique 2. Liaisons atomiques et cohésion de la matière * Liaison de Van der Waals - liaison entre 2 molécules polarisées - ex.: les polymères, le graphite * Pont hydrogène - cas particulier, lorsque l’hydrogène est impliqué - ex.: formation de glace Métallurgie physique 2. Liaisons atomiques et cohésion de la matière * En résumé... - les différentes liaisons - caractère mixte des liaisons - exemples Métallurgie physique 2. Liaisons atomiques et cohésion de la matière * Conséquences des différentes liaisons Liaisons Propriétés Covalente Ionique Métallique Van der Waals Rigidité Module d’Young Température de fusion Coefficient de dilatation Conductibilité 0 0 0 Métallurgie physique 2.2 Forces de cohésion interne * Modèle des ressorts 2. Liaisons atomiques et cohésion de la matière ou E/10 Métallurgie physique 2.2 Forces de cohésion interne * Modèle électrostatique 2. Liaisons atomiques et cohésion de la matière Métallurgie physique 2.2 Forces de cohésion interne * Modèle électrostatique Uo énergie de cohésion atomique ao distance inter-atomique au zéro absolu  rayon de courbure Ua potentiel électrostatique d ’attraction Ur potentiel électrostatique de répulsion 2. Liaisons atomiques et cohésion de la matière Métallurgie physique • pic pointu, profondeur Uo élevée, pente raide - liaisons covalentes, ioniques, métalliques • pic évasé, profondeur Uo faible, courbe évasée - force de Van der Waals 2. Liaisons atomiques et cohésion de la matière Métallurgie physique Explication de la résistance à la traction théorique, de la rigidité, de la dilatation thermique et de la température de fusion / sublimation 2. Liaisons atomiques et cohésion de la matière uploads/Sante/ 1-b-liaisons-atomiques.pdf