Nous expliquons ce que sont les états d’agrégation et comment ils sont classés. De plus, quelles sont leurs caractéristiques et les changements qu’ils présentent.
Que sont les états d’agrégation ?
Les états d’agrégation de la matière (ou simplement états de la matière ) sont appelés les phases ou moments que présentent les différentes substances connues , selon les forces d’union entre les particules qui les composent. On connaît traditionnellement quatre phases de la matière : liquide, solide, gazeuse et plasmatique.
Chacune de ces phases ou moments, appelés « états », a ses propres caractéristiques physiques , différentes de celles que la même substance présente dans d’autres états différents, malgré le fait que sa constitution chimique (la composition atomique des particules) ne change pas à tous. qui les composent).
On comprend donc que toute matière est dans un certain type de phase à un certain moment , mais elle peut être portée à une autre en faisant varier la température et/ou la pression à laquelle elle est soumise, donnant ainsi lieu à une série de processus physiques appelées « méthodes à changement de phase » : solidification, fusion, sublimation, dépôt, condensation, vaporisation, ionisation et déionisation.
Voir aussi: Métalloïdes
Types d’états de la matière
Quatre types d’états de la matière sont connus : solide, liquide, gazeux et plasmatique , chacun différent par des variables telles que la dureté, la résistance, la malléabilité, la fluidité, le volume et la cohésion, ainsi que par la relation entre ses particules déterminées.
Cependant, il est possible de porter la matière à des états d’agrégation qui ne se produisent pas habituellement dans la nature mais dans des conditions de laboratoire très spécifiques et contrôlées : condensat de Bose-Einstein, condensat de Fermi, plasma supersolide ou quark-gluon, ce dernier encore de nature hypothétique.
État solide
L’état solide est reconnaissable car la matière présente un corps défini, avec un volume propre et une forme constante , selon la substance considérée. Ses atomes forment des structures étroites et rigides, qui offrent une résistance aux forces extérieures.
En général, ils résistent à la fragmentation , ont peu ou pas de fluidité, une cohésion élevée et une mémoire de forme qui leur confère de l’élasticité, c’est-à-dire la capacité de retrouver leur forme si on les sort de leur configuration d’origine.
Des exemples de matière à l’état solide sont la glace, la pierre, la céramique , le bois , l’os .
Suivez : l’état solide
État liquide
La matière à l’état liquide présente une union beaucoup plus lâche entre ses atomes que dans le cas des solides, ce qui lui confère la fluidité, sa principale caractéristique.
Cela signifie que la matière n’a pas une certaine forme mais prend celle du contenant dans lequel elle est contenue.
D’une manière générale, la matière liquide présente moins de cohésion , de mouvement d’énergie cinétique, de fluidité, de diffusion, peu de compressibilité et de contraction en présence de froid (sauf l’eau).
Des exemples de matière à l’état liquide sont l’eau , le mercure , le sang , le lait .
état gazeux
La matière à l’état gazeux est appelée « gaz » et est composée, avant tout, de particules faiblement liées , expansées et avec une très faible force d’attraction, ce qui les empêche d’avoir une forme et un volume définis.
La libération d’un gaz , en effet, le fait se dilater librement jusqu’à ce qu’il remplisse le récipient où il est contenu.
Les gaz ont une densité très faible , puisque leurs particules présentent un désordre relatif : elles se déplacent très rapidement.
Ils présentent également une faible réponse à l’action de la gravité , une cohésion quasi nulle et un volume variable , mais une capacité de compression très élevée.
Des exemples de gaz sont l’ozone , le gaz naturel des cuisines, l’hélium et les gaz qui composent l’ atmosphère .
More in: État gazeux
état plasmatique
Quand on parle de plasma ou d’une substance à l’état plasmatique, on parle d’ un gaz ionisé , c’est-à-dire dont les atomes ont perdu leur électroneutralité et forment des anions (-) ou des cations (+).
Cela signifie que l’état plasmatique est similaire à l’état gazeux, mais avec des propriétés assez différentes de celles du « gaz froid » , comme sa tendance à conduire l’électricité ou sa grande réponse aux champs magnétiques .
Il existe deux types de plasma :
- Le plasma froid . Il ne provoque pas de brûlures car ses particules ne se déplacent pas aussi vite que ses électrons.
- Le plasma chaud . Dans lequel les atomes entrent en collision les uns avec les autres lorsqu’ils se déplacent (et perdent des électrons) et génèrent de la lumière et de la chaleur dans le processus.
Un exemple de matière plasmatique est le feu , voire le soleil , ou le contenu des lampes à plasma.
Changements à l’état solide
L’état solide d’agrégation peut devenir liquide ou gazeux, par des processus appelés :
- Fusionner . Passage du solide au liquide. Cela nécessite généralement une augmentation de la température, ce qui incite les particules les plus proches à se déplacer et à augmenter la distance entre elles, relâchant ainsi la liaison et donc la structure articulaire. Un exemple de ce processus est le chauffage des métaux dans les aciéries afin de les façonner puis de leur permettre de revenir à la solidité (au refroidissement).
- sublimation . Passage du solide au gaz (sans passer par le liquide). Cela nécessite généralement des conditions de pression spécifiques, telles que la neige ou la glace au sommet des montagnes, où elle n’atteindra jamais la température de fusion, mais passera directement à la vapeur. Nous pouvons voir cet effet dans la neige carbonique ( CO 2 gelé ).
Changements d’état liquide
L’état liquide d’agrégation peut devenir solide ou gazeux par des processus connus sous le nom de :
- solidification . Passe du liquide au solide lorsqu’une pression est appliquée au liquide. En conséquence, la perte d’énergie cinétique (chaleur) se produit, ce qui fait que les particules commencent à se déplacer beaucoup plus lentement jusqu’à ce qu’elles composent une structure fixe (géométrique dans le cas de la cristallisation) et constante. Un exemple de ceci est la solidification de l’eau.
- Congélation . Passe de liquide à solide lorsqu’une diminution de la température en dessous du point de congélation du liquide est appliquée.
- Vaporisation . Passage du liquide au gazeux, généralement dû à l’augmentation de la température du liquide, qui conduit à la séparation de ses liaisons déjà lâches entre les particules et, par conséquent, à la perte de sa cohésion. C’est ce qui se passe quand on fait bouillir de l’eau.
changements d’état du gaz
L’état gazeux peut passer à l’état solide, liquide ou plasmatique, selon les processus suivants :
- Condensation et liquéfaction . Ces deux processus impliquent le passage d’un état gazeux à un état liquide. La condensation se produit à partir de la perte d’énergie cinétique (refroidissement), comme cela se produit dans les nuages élevés dans l’atmosphère, pendant le cycle de l’eau . La liquéfaction est causée par une augmentation de la pression qui oblige les particules à se rassembler et à se relier à nouveau.
- Dépôt ou sublimation inverse . C’est le nom donné au passage de l’état gazeux à l’état solide, que l’on peut aussi appeler cristallisation. Il se produit, par exemple, dans l’ air gelé , dont la vapeur d’eau passe directement dans les cristaux de glace.
- Ionisation . Il se produit en raison de la perte d’électrons des atomes d’un gaz, due à une augmentation du mouvement de ses particules, ce qui conduit à l’état d’agrégation plasmatique.
Modifications de l’état du plasma
La matière à l’état plasmatique peut revenir à l’état gazeux par un processus appelé désionisation, dans lequel la chaleur est éliminée et ses particules récupèrent les électrons perdus , redevenant un gaz.
Autres états d’agrégation
De nombreux états d’agrégation différents sont actuellement expérimentés, donnant naissance à des substances particulières telles que les ferrofluides , les aérographènes et toute une gamme de nouveaux matériaux .
