BIOPHYSIQUE : COURS / ETATS DE LA MATIERE Connaissances essentielles du cours Structure de la matière Quarks (U et D) Nucléons : neutron (2D+U), proton ( 2U+D) Noyau : A nucléons : A nombre de masse - Z protons ( Z numéro atomique) - N = (A – Z ) neutrons Atome . ( Voir chimie) Assemblage dans la matière Liaison atomique ou de covalence ( forte, dirigée ) : molécules Liaison ionique : forte, non dirigée, en 1/r2 Liaison semi-polaire ou de coordinence Liaisons intermoléculaires : forces de Van der Waals - en 1/r7 r r - dipôle électrique : moment dipolaire : M = q × d ; ( M = q . d en C.m) Forces de Keesom : - interaction entre molécules possédant un moment dipolaire permanent : interaction dipôle permanent-dipôle permanent - cas particulier des liaisons hydrogène Forces de Debye : interaction entre molécule polaire et molécule non polaire : interaction dipôle permanent-dipôle induit Forces de London : interaction entre molécule non polaires : interaction dipôle instantané-dipôle instantané Différents états de la matière Etat gazeux Gaz parfait : molécules considérées comme ponctuelles, pas d’interaction entre les molécules Equation d’état des gaz parfaits p.V = n.R .T p en Pa, V en m3, n en mol , T en K : R = 8,32 J.mol-1K-1 P en atm, V en L, n en mol , T en K : R = 0,082 L.atm.mol-1K-1 Mélange de gaz parfaits n = ∑n i pression partielle pi = ni RT / V p = Gaz réel Equation de Van der Waals ( p + a / V2 ) . ( V – b ) = n . R .T Etat solide Etats cristallin, polymère et amorphe Etat liquide Equilibre liquide- vapeur Loi de Henry Soit un mélange liquide de constituants i en équilibre avec sa phase gazeuse ci = a . pi ci : concentration du constituant i dans le mélange liquide pi : pression partielle du constituant i dans la phase gazeuse a : coefficient de Henry : a = 0,03 mM.L-1. (mm . Hg)-1 cristaux liquides état vitreux ∑p i ( loi de Dalton ) Aspect quantitatif Masse d’un nucléon ( proton , neutron ) ≈ 1,67. (5/3) 10-27 kg ≈ 1 u.m.a. Masse de l’atome ≈ masse du noyau ≈ A u.m.a. 1 mole = NA entités ; NA nombre d’Avogadro 6,02.1023 mol-1 Masse molaire atomique = atome-gramme = masse 1 mol. d’atomes ≈ A g Masse molaire élément = moyenne masses molaires des isotopes constituant l’élément Masse molaire moléculaire = molécule-gramme Masse molaire ionique = ion-gramme NB : Il se peut qu’il existe des problèmes lors de la création des formats .pdf avec certains caractères spéciaux. Nous avons remarqué que les flèches situées au dessus des lettres représentant les dipôles électriques se transformaient en « r ». Nous essayons de trouver une solution pour les prochains cours. Veuillez nous excuser pour ces petits problèmes.