Comment se comporte un métal sous forme gazeuse ?

[jikou]

Bonjour

J'ai fait un peu le tour des sites internet pour essayer de comprendre comment un métal pouvait devenir gazeux.

Effectivement, tout corps pour peut exister dans les trois états de la matière (selon https://ptable.com/?lang=en#Properties/StateAt/%C2%B0C) hormis la ligne 7 du tableau périodique.

Ok, bon... les noyaux extrêmement massifs peuvent devenir gaz. Mais le gaz ne tombe-t-il pas alors au sol sous l'effet de la gravité ? Comment se comporte alors un métal sous forme gazeuse ?

Egalement, est-ce que je me trompe si je dis que au delà de sa température d'ébullition, le métal reste gazeux car les liaisons n'arrivent pas à se recréer (apport d'énergie trop important par l'agitation thermique) ?

Merci d'avance pour vos retours
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[albanxiii]

Bonjour,

Mais le gaz ne tombe-t-il pas alors au sol sous l'effet de la gravité ?

Tout comme l'ait de l'atmosphère en fait, mais les échelles de distances sont différentes.

[XK150]

Salut ,

Toutes les molécules , les atomes sont affectés par la gravité .
Les électrons aussi et les protons tombent dans les accélérateurs , oui , mais très peu ... Ensuite , il faut bien en compte tous les effets , la gravité n'agissant généralement pas seule .

[Deedee81]

Salut,

Notons que si la température est suffisante pour que le corps (un métal) soit gazeux, alors il le reste à cette température. Il y a compétition entre pression (due en partie à la gravité) et agitation thermique. Et il y a ainsi un équilibre, comme pour tout gaz. Les métaux ne font pas exception.

Notons aussi que, non, les atomes métalliques ne sont pas "extrêmement massifs". L'atome de fer est plus léger que le krypton ou le xénon par exemple. Et l'a gravité se traduit par une accélération de la pesanteur qui est identique pour tout corps (tant qu'on ne parle pas d'un truc gros comme la Lune), ça ne dépend pas de la masse du corps.

Et enfin, oui, quand la température est suffisante, l'agitation thermique brise les liaisons atomiques et empêche celles-ci de se reformer. La température dépend surtout de l'intensité de ces liaisons (pour un élément quasi inerte tel que le Xénon, l'état gazeux est atteint à basse température, mais le fer, le carbone, etc... avec leurs liaisons métalliques ou covalentes, respectivement, sont plus difficile à vaporiser). La masse intervient aussi (car à T donné = énergie thermique donnée = vitesse d'agitation plus faible si la masse est plus grande), mais la liaison est prépondérante. De mémoire le plus dur à liquéfier est le tungstène et le plus dur à vaporiser est l'hafnium (ils sont presque à égalité ces deux là et le plus facile à vaporiser est l'hélium (celui-là ne peut même pas être solidifié à pression ambiante, il est liquide même à 0K, il faut des pressions énormes pour le solidifier).

Notons que toutes les molécules ne peuvent pas exister à l'état gazeux, c'est le cas de H20, CO, CO2, O2, H2, N2, HCN, etc.... mais pour de plus grosses molécules en général, elles se brisent (ou brulent s'il y a de l'oxygène) avant de se vaporiser (les plastiques par exemple peuvent parfois se liquéfier mais pas se vaporiser, certains plastiques comme la bakélite ne peuvent même pas se liquéfier !)

[A voir en vidéo sur Futura]

[stefjm]

Notons que toutes les molécules ne peuvent pas exister à l'état gazeux, c'est le cas de H20, CO, CO2, O2, H2, N2, HCN, etc....

C'est moyen clair comme expression...

[Deedee81]

C'est moyen clair comme expression...

Je voulais dire "H20 etc... peuvent exister à l'état gazeux". Ca ne me semble pas si obscur (et puis qui ignore que l'oxygène gazeux existe, hein ? Même mon beau-frère qui n'est pas scientifique pour un sou doit le savoir )

[stefjm]

Même dans ce sens, c'est moyen clair...
Tu dis que toutes les molécules ne peuvent pas exister à l'état gazeux et tu donnes des exceptions qui contredisent le toutes.

Perso, j'aurais écrit "Certaines molécules ne peuvent pas exister à l'état gazeux."
Je commence à comprendre pourquoi on n'est pas toujours d'accord sur des évidences.

[jikou]

Merci pour ta super réponse Deedee !

Voilà qui est bien plus clair.

Et aussi, vous avez une idée de la raison pour laquelle on n'a pas pu déterminer l'état des éléments 97 à 118 ?
Je suppose que ces éléments sont trop instables pour pouvoir en faire quoi que ce soit, surtout qu'ils sont produits artificiellement..

Et d'ailleurs, j'ai découvert ce site il n'y a pas longtemps https://ptable.com/?lang=en#Properties qui a l'air complètement incroyable, mais je sais pas trop si tout est fiable...

Tout espèce chimique peut devenir solide (constatation sur le site, sauf hélium ) ? Car pour ce qui est du gaz, je veux bien, la température peut monter très très haut et l'énergie peut devenir très élevée.
Mais pour ce qui est d'une température basse, il existe le zéro absolu, qui limite la chose. Et puis la capacité des éléments chimiques à se lier à leurs semblables dépend de chaque élément et de leur configuration électronique, et tous ne sont peut-être pas capables de créer des liaisons suffisamment fortes pour que l'état solide puisse exister.
Je suppose que le site donne les états pour la pression atmosphérique. Car celle-ci a aussi un rôle à jouer pour ce qui est des états de la matière (diagramme des phases).
Donc la température seule, en se rapprochant du zéro absolu, suffit à solidifier n'importe quelle espèce chimique (sauf hélium visiblement, et pourquoi lui uniquement) ?

De l'hydrogène solide (hydrogène pur), qui plus est à pression atmosphérique ? ça ressemblerait à quoi ??

[Deedee81]

Slut,

StefJM, pinailleur va

Et aussi, vous avez une idée de la raison pour laquelle on n'a pas pu déterminer l'état des éléments 97 à 118 ?
Je suppose que ces éléments sont trop instables pour pouvoir en faire quoi que ce soit, surtout qu'ils sont produits artificiellement..

Ton hypothèse est juste. Pas assez d'atome produit. Durée de vue (radioactif) trop courte.

Mais tu es sûr de ton chiffre 97 ? Le 98 par exemple est le californium et sa durée de vie est assez grande (et produit dans les réacteurs nucléaires) pour en avoir des quantité notable. Il a un aspect métallique.
Ce ne serait pas plutôt 104 à 118 ?

Et d'ailleurs, j'ai découvert ce site il n'y a pas longtemps https://ptable.com/?lang=en#Properties qui a l'air complètement incroyable, mais je sais pas trop si tout est fiable...

Je ne connaissais pas mais il est sympa ce site, et ça m'a l'air assez fiable (par exemple l'état du Calfornium est bien connu à température raisonnable, mais vu sa radioactivité extrême je comprend qu'on ne se soit pas trop amusé à le chauffer à 2000 degrés )

Tout espèce chimique peut devenir solide (constatation sur le site, sauf hélium ) ? Car pour ce qui est du gaz, je veux bien, la température peut monter très très haut et l'énergie peut devenir très élevée.
Mais pour ce qui est d'une température basse, il existe le zéro absolu, qui limite la chose. Et puis la capacité des éléments chimiques à se lier à leurs semblables dépend de chaque élément et de leur configuration électronique, et tous ne sont peut-être pas capables de créer des liaisons suffisamment fortes pour que l'état solide puisse exister.
Je suppose que le site donne les états pour la pression atmosphérique. Car celle-ci a aussi un rôle à jouer pour ce qui est des états de la matière (diagramme des phases).
Donc la température seule, en se rapprochant du zéro absolu, suffit à solidifier n'importe quelle espèce chimique (sauf hélium visiblement, et pourquoi lui uniquement) ?
De l'hydrogène solide (hydrogène pur), qui plus est à pression atmosphérique ? ça ressemblerait à quoi ??

Amha oui c'est à Patm. Je ne sais pas pour l'hydrogène solide. D'après des images que j'ai vu sur le net il est apparemment blanc et isolant. Mais je sais qu'à trèèèèèèès haute pression (typiquement le centre de Jupiter : 70 millions de bar) il devient métallique. Les expériences ont été menées avec des cellules à enclume de diamant.

[jikou]

Mais tu es sûr de ton chiffre 97 ?

Petit problème d'interprétation en effet. C'est plutôt à partir du Rutherfordium 104 oui.

Je ne sais pas pour l'hydrogène solide. D'après des images que j'ai vu sur le net il est apparemment blanc et isolant. Mais je sais qu'à trèèèèèèès haute pression (typiquement le centre de Jupiter : 70 millions de bar) il devient métallique.

J'ai également cherché, et constaté effectivement qu'on avait réussi à solidifier l'hydrogène. Mais à très haute pression. A en croire le site ptable.com, cela est possible en dessous de 14K à Patm.
Voilà qui est bien étrange, mais ce n'est qu'un détail.

Tous les éléments sont capables de créer des liaisons suffisamment fortes pour que l'état solide puisse exister à très basse température ? J'ai du mal à le concevoir.

Pour ce qui est des états de l'hélium, j'ai consulté son diagramme de phase et j'ai constaté qu'il peut être solide à 25 bars.
En gros, tout élément peut exister dans les 3 états à pression atmosphérique (sauf l'hélium qui ne peut pas être solide) ? C'est vrai ça du coup ?

[XK150]

oui , c'est juste .

Contrairement à tout autre élément, l'hélium restera liquide jusqu'au zéro absolu ( disons " proche du zéro absolu ...) à des pressions normales. C'est un effet direct de la mécanique quantique : plus précisément, l'énergie du point zéro du système est trop élevée pour permettre la congélation. L'hélium solide nécessite une température de 1-1,5 K (environ -272 °C ou -457 °F) à environ 25 bars (2,5 MPa) de pression.

signé WIKI et d'autres ...

PS : on alimente les machines à fusion avec des glaçons de D2 et T2 ( 2 en indice bas , comme H2O ) (

[Patzewiz]

Bonsoir,
Dans certains cas c'est l'état liquide qui est inaccessible à pression atmosphérique. On passe directement de l'état solide à l'état liquide. C'est par exemple le cas de l'iode et celui du dioxyde de carbone.