État solide
Le solide est l'un des trois états communs de la matière. Les molécules des solides sont étroitement liées entre elles, elles ne peuvent que vibrer. Cela signifie que les solides ont une forme définie qui ne change que lorsqu'une force est appliquée. C'est différent des liquides et des gaz qui se déplacent de manière aléatoire, un processus appelé "écoulement".
Lorsqu'un solide devient un liquide, on appelle cela la fusion. Les liquides deviennent solides par congélation. Certains solides, comme la glace sèche, peuvent se transformer en gaz sans devenir liquides au préalable. C'est ce qu'on appelle la sublimation.
Un diagramme de la façon dont les molécules sont disposées dans un solide.
Types de solides
Les forces entre les atomes d'un solide peuvent prendre de nombreuses formes. Par exemple, un cristal de chlorure de sodium (sel commun) est composé de sodium et de chlore ioniques, qui sont maintenus ensemble par des liaisons ioniques. Dans le diamant ou le silicium, les atomes partagent des électrons et forment des liaisons covalentes. Dans les métaux, les électrons sont partagés par des liaisons métalliques. Certains solides, comme la plupart des composés organiques, sont maintenus ensemble par des "forces de van der Waals" provenant de la polarisation du nuage de charge électronique sur chaque molécule. Les dissemblances entre les types de solides proviennent des différences entre leurs liaisons.
Métaux
La plupart des métaux sont solides, denses et bons conducteurs d'électricité et de chaleur. La masse des éléments du tableau périodique, ceux qui se trouvent à gauche d'une diagonale allant du bore au polonium, sont des métaux. Les mélanges de deux ou plusieurs éléments dont le composant principal est un métal sont appelés des alliages.
Depuis la préhistoire, les hommes utilisent les métaux à de nombreuses fins. La résistance et la fiabilité des métaux ont conduit à leur utilisation généralisée dans la construction de bâtiments et d'autres choses, ainsi que dans la plupart des véhicules, de nombreux outils, des tuyaux, des panneaux de signalisation et des voies ferrées. Le fer et l'aluminium sont les deux métaux les plus couramment utilisés. Ce sont également les métaux les plus courants de la croûte terrestre. Le fer est le plus souvent utilisé sous la forme d'un alliage, l'acier, qui contient jusqu'à 2,1 % de carbone, ce qui le rend beaucoup plus dur que le fer pur.
Comme les métaux sont de bons conducteurs d'électricité, ils sont précieux pour les outils électriques et pour transporter un courant électrique sur de longues distances avec peu de pertes d'énergie. C'est pourquoi les réseaux électriques dépendent de câbles métalliques pour obtenir de l'électricité. Les systèmes électriques domestiques, par exemple, sont câblés avec du cuivre pour ses qualités conductrices. La conductivité thermique élevée de la plupart des métaux les rend également utiles pour les ustensiles de cuisine.
Minéraux
Les minéraux sont des solides naturels formés par de nombreux processus géologiques sous de fortes pressions. Pour être considérée comme un véritable minéral, une substance doit avoir une structure cristalline avec des éléments physiques uniformes partout. Les minéraux diffèrent par leur composition, allant des éléments purs et des sels simples aux silicates très complexes ayant des milliers de formes connues. En revanche, un échantillon de roche est un agrégat aléatoire de minéraux et/ou de minéraloïdes, et n'a pas de composition chimique spécifique. La plupart des roches de la croûte terrestre contiennent du quartz (SiO2 cristallin), du feldspath, du mica, du chlorite, du kaolin, de la calcite, de l'épidote, de l'olivine, de l'augite, de la hornblende, de la magnétite, de l'hématite, de la limonite et quelques autres minéraux. Certains minéraux, comme le quartz, le mica ou le feldspath, sont courants, tandis que d'autres n'ont été trouvés que dans quelques endroits du monde. Le groupe de minéraux de loin le plus important est celui des silicates (la plupart des roches sont ≥95% silicates), qui sont constitués en grande partie de silicium et d'oxygène, avec également des ions d'aluminium, de magnésium, de fer, de calcium et d'autres métaux.
L'apogée du Chrysler Building de New York, le plus haut bâtiment en acier et en brique du monde.
Une collection de différents minéraux.
Pages connexes
- Liquid
- Gaz
- Plasma
