MÉSOMORPHE ÉTAT

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États désordonnés de la matière

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Formation par rupture d'ordre rotationnelle

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Formation par rupture d'ordre translationnelle

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Cristaux thermotropes

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L'état mésomorphe présente une organisation intermédiaire entre celle d'un solide monocristallin et celle d'un liquide. Les phases solides ont une périodicité tridimensionnelle stricte alors que, dans les liquides usuels, ni la direction des molécules ni la position de leur centre de gravité ne s'ordonnent. L'état mésomorphe est obtenu à partir du réseau tridimensionnel par l'introduction graduelle de différents types de désordre. Le désordre peut être soit dynamique – à la température considérée les molécules tournent ou se translatent rapidement selon certaines directions – soit statique. Dans ce dernier cas, les molécules sont distribuées statistiquement selon deux ou plusieurs positions non équivalentes sans qu'il y ait interconversion des unes dans les autres. Les cristaux liquides constituent une part importante des états mésomorphes et de très nombreuses études leur ont été consacrées.

États désordonnés de la matière

États désordonnés de la matière

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La nature assemble parfois magnifiquement les atomes pour donner l'ordre cristallin. Mais la matière est souvent dans un état désordonné où l'organisation des divers éléments est aléatoire. Ainsi, par exemple, l'état amorphe de l'opale tranche avec l'aspect ordonné du cristal de... 

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Rupture d'ordre de type rotationnel

La symétrie tridimensionnelle du réseau monocristallin peut être rompue par l'induction de rotations des molécules qui le constituent. La molécule initialement immobile et ordonnée commence généralement par tourner autour de son plus grand axe. Les centres de gravité conservent ou ne conservent pas la position qu'ils occupaient à l'état solide. L'amplitude de la rotation peut varier d'un mouvement libre autour du grand axe jusqu'à une oscillation autour de deux positions extrêmes. Cette mise en mouvement des molécules peut être détectée par calorimétrie ou par des méthodes de résonance magnétique nucléaire. Lorsque la molécule est globulaire, une rotation isotrope autour des trois axes devient possible. On obtient alors une phase appelée cristalline plastique (cf. Cristaux plastiques).

Formation par rupture d'ordre rotationnelle

Formation par rupture d'ordre rotationnelle

Dessin

Formation d'états mésomorphes par rupture d'ordre rotationnelle. 

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Les ruptures d'ordre de type rotationnel ont été mises en évidence dans de nombreux cas. Par exemple, la molécule de benzène peut tourner à l'état [...]

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Écrit par :

  • : professeur à l'Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris (E.S.P.C.I.); directeur du laboratoire de chimie et électrochimie des matériaux moléculaires, E.S.P.C.I.

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Pour citer l’article

Jacques SIMON, « MÉSOMORPHE ÉTAT », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 janvier 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/etat-mesomorphe/