[Chimie des matériaux] conducteurs/isolants

[invite8381d39f]

Bonjour à tous!

Je dois rendre pour fin d'année un rapport dans lequel interviennent quelques questions de chimie. J'ai une réponse à toutes mais il y en a quelques-unes qui méritent correction :

1°) Je dois montrer pourquoi le cuivre n'est pas un bon isolant (dire qu'il n'est pas isolant car c'est un bon conducteur ne suffit pas!), voici ce que j'ai répondu :

Pour être isolant il faut que les charges ne se déplacent pas donc on pourrait penser que lorsqu’on chauffe le métal, les électrons du cuivre vibrent plus fort et gênent le passage des électrons de conduction à travers le solide. On peut résumer cela par le fait que la résistance d’un métal augmente avec la température. Or le cuivre a une température de fusion de 1084°C ! Cela montre bien que le cuivre est un très mauvais isolant.

Je trouve cela un peut trop léger... des avis ?

2°) Encore avec le cuivre, je dois montrer s'il est oui ou non ferromagnétique : j'ai une première explication montrant qu'il ne l'est pas à cause des dipôles magnétiques mais en cherchant sur le forum j'ai découvert une raison pour montrer qu'il est diamagnétique :

le cuivre est un matériau de structure cristalline cubique faces centrées et dans cette structure, il est diamagnétique.

Une question : pourquoi ? Je ne vois pas en quoi la structure peut influencer sur le fait qu'il soit ferro ou diamagnétique...

3°) Une autre question, je dois justifier l’influence de l’utilisation d’un alliage de cuivre (cuivre + un autre métal en proportion limitée) sur la propriété de conductivité : j'ai donc fait mon raisonnement mais j'ai du mal à conclure une partie de celui-ci :

Le cuivre s’oxydant facilement, cela apporte une protection contre la corrosion.

Et maintenant j'aimerais continuer par :"et donc ...." mais je ne sais pas quoi mettre à la place des "..." car la corrosion influe-t-elle sur la conductivité ? Sûrement mais est-ce un phénomène négligeable ou pas ?


J'en ai fini avec ces (3) questions.

Merci d'avance pour vos réponses!

Hvandemaele
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[invite65cc842e]

3°) Une autre question, je dois justifier l’influence de l’utilisation d’un alliage de cuivre (cuivre + un autre métal en proportion limitée) sur la propriété de conductivité : j'ai donc fait mon raisonnement mais j'ai du mal à conclure une partie de celui-ci :

Le cuivre s’oxydant facilement, cela apporte une protection contre la corrosion.


==> c'est pas logique ça tu c'est?

Le cuivre est un matériau souple, il me semble qu'en le mélangeant à un acier par exemple on rend cet acier mon fagile...

[invite8381d39f]

Effectivement, après quelques recherches le cuivre se corrode au contact du CO2 et ce n'est donc pas dû au fait qu'il s'oxyde facilement...

Mais la question reste :
"la corrosion influe-t-elle sur la conductivité ? "

[invite8381d39f]

je me permet de faire un petit "up"

[A voir en vidéo sur Futura]

[jeanne08]

je ne pense pas que tu répondes bien aux questions posées. Connais tu la structure électronique des métaux ? La conductivité, le diamagnétisme est en relation avec cette structure ...
quant à la conductivité d'un alliage ?
le cuivre n'est pas un métal très oxydable et il ne se corrode pas très facilement ( la corrosion est une oxydation )

[invitea65d6abc]

La manière la plus facile et la plus convaincante pour tout lecteur de votre réponse est de présenter la configuration électronique du métal et voir la répartition électronique sur la couche de valence de cette élément, si il présente des cases vacante ou/et des électrons célibataire => le magnétisme de l’atome.

Il faut différencier entre la conductivité thermique et la conductivité électrique !


Cordialement

[jeanne08]

Oui mais je pense qu'ici c'est du métal cuivre qu'il s'agit et il faut donc connaitre la structure électronique du métal .... les atomes de cuivre sont tenus les uns aux autres par une liaison métallique et la répartition des électrons externes n'est bien sur plus la même que celle des atomes isolés .
Les propriétés de conduction électrique des métaux sont en rapport avec la liaison métallique.Il existe plusieurs façons plus ou moins complexes d'aborder ce type de liaison (mise en commun d'électrons, théorie des bandes ... etc ... )

[invite8381d39f]

Merci pour vos réponses,

Je vais restructurer un peu mon rapport avec vos remarques

[invitea65d6abc]

bonsoir jeanne08,

notre ami il est en train de chercher un rapport entre la cnductivite et la temeprature donc la meilleur theorie pour expliquer cela est la theorie des bandes, une agiation thermique peut pousser les electron a frenchire la bande de GAP et le metal devient onducteur.
fesons le point
ont distingue 3 cas :
[LIST=1]la bande de conduction et partiellement remlie => conducteur.

la bonde de conduction est vide et l energie de GAP est tres elever => donc isolant a 0 absolue.

la bonde de conduction est vide et lenergie de GAP est faible => isolant a o absolue et sa conductiviter augment avec la temperature.

[jeanne08]

Pour Smida : d'accord avec toi.
Je pense que pour les métaux le gap entre bande de valence et bande de conduction est nul donc il y atoujours des électrons dans la bande de conduction. Lorsque la température augmente la conductivité du métal a tendance à diminuer car l'agitation des atomes gene le mouvement d'ensemble des électrons... et la remarque faite au tout début à propos du cuivre est , je pense, exacte.
Mais il faut qu'il réponde à la question : "montrer que le cuivre est un mauvais isolant " et cela avec les connaissances qu'il a ! C'est pourquoi je lui demande ce qu'il sait de la liaison métallique ....
Les forums sont interessants car on ne sait jamais trop ce qui va se passer ...

[invite8381d39f]

C'est pourquoi je lui demande ce qu'il sait de la liaison métallique

Ce que l'on m'a demandé d'apprendre en ce qui concerne la liaison métallique, c'est de bien voir que cela se déroule entre métaux ()mais surtout s'attarder sur certaines propriétés de ces métaux comme le fait qu'ils ont de faibles Ei ainsi qu'Ee, peu d'électrons de valence et ceux-ci sont faiblement liés au noyau; ce qui facilite la délocalisation des électrons.