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BIOPHYSIQUE
ETATS DE LA MATIERE
I. STRUCTURE DE LA MATIERE
Quarks: U(charge 2/3 e) et D (charge-1/3 e)
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) quantification ; orbitales s, p d …
II. ASSEMBLAGE DANS LA MATIERE
Liaison atomique ou de covalence ( forte, dirigée ): molécules
Liaison ionique: forte, non dirigée, en 1/r2
Liaison semi-polaire ou de coordinence
III. LIAISONS INTERMOLECULAIRES: FORCES DE VAN DER WAALS
- en 1/r7
- dipôle électrique: charges égales de signes opposés distantes de d, un dipôle électrique est caractérisé par son
moment dipolaire: dqM
×= ; ( q en C, d en m, 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 s’établissant entre H (électropositif, encombrement réduit) et atomes
fortement électronégatifs (F, O, N): cas de l’eau par exemple
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
IV. DIFFERENTS ETATS DE LA MATIERE
A. Etat gazeux
1/ 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
Soit un mélange de i gaz parfaits: n =∑i
n
La pression partielle du gaz i dans le mélange est la pression Pi qu’il exercerait s’il agissait seul dans le mélange
Pi = ni RT / V La pression totale est P = ∑i
P (loi de Dalton)