MÉSOMORPHE ÉTAT
États désordonnés de la matière
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États désordonnés de la matière
La nature assemble parfois magnifiquement les atomes pour donner l'ordre cristallin. Mais la matière…
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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.
Rupture d'ordre de type rotationnel
Formation par rupture d'ordre rotationnelle
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Formation par rupture d'ordre rotationnelle
Formation d'états mésomorphes par rupture d'ordre rotationnelle.
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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).
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 solide autour de l'axe d'ordre 6 perpendiculaire au plan du cycle. L'énergie d'activation nécessaire à cette rotation est de l'ordre de 14,6 à 17,5 kJ/mole. Les chaînes paraffiniques cristallisées présentent une conformation étendue ; par élévation de température, des mouvements de rotation autour du grand axe de la molécule peuvent avoir lieu. Ces rotations sont d'abord locales et n'intéressent que quelques motifs éthyléniques puis englobent la totalité de la chaîne.
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Écrit par
- Jacques SIMON : 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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Jacques SIMON, « MÉSOMORPHE ÉTAT », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le . URL :
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La nature assemble parfois magnifiquement les atomes pour donner l'ordre cristallin. Mais la matière…
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Formation par rupture d'ordre rotationnelle
Formation d'états mésomorphes par rupture d'ordre rotationnelle.
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Formation par rupture d'ordre translationnelle
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Formation par rupture d'ordre translationnelle
Formation d'états mésomorphes par rupture d'ordre translationnelle.
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Autres références
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COLLOÏDES
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Voir aussi
- LIQUIDE ÉTAT
- ÉTATS DE LA MATIÈRE
- PHASE TRANSITIONS DE
- TRANSLATION
- ROTATION
- POLAIRES MOLÉCULES
- SAVONS
- THERMOTROPES SUBSTANCES
- SMECTIQUE ÉTAT
- RÉSEAU, cristallographie
- AMPHIPHILE MOLÉCULE
- LEHMANN OTTO (1855-1922)
- NÉMATIQUE ÉTAT
- CHOLESTÉRIQUE ÉTAT
- COLOMNAIRE ÉTAT
- LYOTROPES CRISTAUX LIQUIDES
- CRISTAUX PLASTIQUES
