Identifier différents types de matériaux

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Fiches
Classe(s) : 1re S | Thème(s) : Synthétiser des molécules et fabriquer de nouveaux matériaux


Rappels de cours

1 Les matériaux cristallins et amorphes

A Les matériaux cristallins

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► Un matériau cristallin est constitué d’entités disposées régulièrement dans une structure périodique à trois dimensions, appelée réseau.

► Les métaux, les minéraux et les céramiques sont des exemples de matériaux cristallins.

► Un matériau cristallin passe de l’état solide à l’état liquide lorsqu’il est porté à sa température de fusion, sous pression donnée.

B Les matériaux amorphes

► Les matériaux amorphes sont figés, comme les solides, mais leurs atomes répartis de façon irrégulière conduisent à une structure microscopique désordonnée, comme celle des liquides.

► Le verre constitue l’exemple type du matériau amorphe. Issu de la silice fondue, il ne présente pas de structure cristalline organisée à grande échelle. On le compare parfois à un « liquide qui ne coule pas ».

► Les matériaux amorphes sont caractérisés par une température de transition vitreuse au-dessus de laquelle ils sont déformables.

2 Les matières plastiques

A Des polymères aux matières plastiques

à noter Le degré de polymérisation (noté n) est le nombre moyen de motifs présents dans la molécule

► Les polymères sont des matériaux constitués de macromolécules obtenues à partir d’une molécule de base, le monomère. Les monomères sont assemblés en longues chaînes au cours de transformations chimiques appelées polymérisation.

► Les matières plastiques sont obtenues en ajoutant aux polymères certains additifs qui améliorent leurs propriétés.

B Les techniques de polymérisation

► La polycondensation est une polymérisation qui s’accompagne de l’élimination de petites molécules telles H2O et HCl.

► Lors d’une polyaddition, un grand nombre de molécules du monomère se lient les unes aux autres. C’est ce qui se passe dans le cas du polyéthylène. C’est le procédé le plus utilisé dans l’industrie.

exemple La polymérisation de l’éthylène en polyéthylène :

99064_F53_Chem001

Méthode

Écrire la formule d’un polymère

Le Téflon® est le nom de marque du polytétrafluoroéthène (PTFE), polymère utilisé, entre autres, pour les ustensiles de cuisine, en raison de son pouvoir anti-adhésif.

1. Le monomère du Téflon® a pour formule F2C=CF2. Donner son nom, puis écrire sa formule semi-développée.

2. Écrire la formule développée d’un PTFE de degré de polymérisation égal à 500.

3. Calculer sa masse molaire.

Données : M(C)=12gmol1 et M(F)=19gmol1.

Solution

1. Le monomère est le tétrafluoroéthène.

Sa formule développée est : 99064_F53_Chem004

2. Le PTFE de degré de polymérisation 500 s’écrit : 99064_F53_Chem005

3. Sa masse molaire est :M=500×(2×M(C)+4×M(F))=500×(2×12+4×19)=50kgmol1.