La matière est partout autour de nous : composée d'atomes, qui eux-mêmes forment des molécules, elle peut prendre de multiples formes, et se trouver dans de nombreux états différents. Parmi ces états, les trois plus connus, et les plus courants sont : solide, liquide, et gazeux. Je vous propose de découvrir ces trois-là en détails.

Tout d'abord, définissons le sujet. Un état correspond à un certain niveau de cohérence de la matière, c'est-à-dire un agencement particulier des molécules entre elles, ce qui induit donc des caractéristiques et des propriétés bien précises.

Voyons maintenant ces trois états « primaires »(1) de la matière.

  1. État Solide
    L'état solide est l'état dans lequel les molécules ont la cohésion la plus forte : elles sont liées entre elles, ont un agencement régulier, et rendent ainsi le solide relativement dur ; il est en outre très difficile à comprimer ou à dilater. L'état solide est donc un état dans lequel la matière a une forme et un volume qui ne changent pas. Par exemple, le bois et la pierre sont des solides(2). Le papier aussi en est un, et ses liaisons particulières font que, bien que sa forme et son volume soient toujours les mêmes, on peut le déformer assez facilement.

  2. État Liquide
    Dans l'état liquide, les molécules sont faiblement liées entre elles, mais restent tout de même très proches les unes des autres. Ainsi, un liquide est très malléable mais gardera un volume à peu près constant si les conditions dans lesquelles il se trouve varient. Même à une température assez élevée – mais tout de même inférieure à sa température d'ébullition ! – son volume n'augmentera pas beaucoup. Une propriété très intéressante des liquides, outre leur tension superficielle, est qu'ils peuvent se « ressouder » sans laisser la moindre trace : si vous coupez une goutte d'eau en deux, vous pourrez très facilement fusionner les gouttes résultantes. L'eau est le plus courant des liquides(2), mais il en existe bien d'autres : alcool, hydrocarbures, huiles, etc.

  3. État Gazeux
    L'état gazeux est un état très libre, sans véritablement de cohésion. Les molécules vagabondent librement et tendent à occuper le plus d'espace possible. Les gaz sont donc très facilement compressibles, se dilatent à la moindre augmentation de température, et n'ont aucun volume propre. Donc, si vous avez bien suivi, tout l'air qui se trouve autour de vous est intégralement composé de gaz qui exercent une pression vers l'extérieur, vous comprimant en permanence (un peu étouffant comme ambiance, non ?) ; enfin, essayez juste d'imaginer ce qui se passerait si on enlevait cette pression. Non, vous ne voyez pas ? Allez voir ici. Et bien sûr, il y a beaucoup de gaz(2) : le dioxygène, le dioxyde de carbone, etc.

Voilà pour les trois états primaires. Maintenant, un peu de vocabulaire.

  • Le passage de l'état liquide à l'état solide est appelé solidification, l'inverse est appelé fusion.
  • Le passage de l'état liquide à l'état gazeux est appelé vaporisation, l'inverse liquéfaction.
  • Le passage de l'état solide à l'état gazeux (assez rare) est appelé sublimation, l'inverse condensation(3).

En conclusion, j'aimerais parler du cas particulier des élastomères (caoutchouc, mousse, et autres), des verres et des pâtes. Ce ne sont pas des solides, puisqu'ils sont malléables et compressibles, ce ne sont pas des liquides, puisqu'ils n'en ont pas les caractéristiques (tension superficielle, capacité à se ressouder instantanément), et ce sont encore moins des gaz. Ce sont ce qu'on appelle des composés amorphes. Y a-t-il des questions ? Ah, une main se lève ! Allez-y, on a tout notre temps.

Attends un peu ! Le verre est un solide, non ? Je ne peux pas compresser ou déformer mon verre, alors pourquoi dis-tu ça ?

— Un omnilogiste peu pressé que l'article se termine

On ne peut pas l'observer à température ambiante (le phénomène s'étalerait sur plusieurs milliards d'années), mais le verre coule et n'a pas de structure régulière et agencée, les molécules le composant (en général de l'oxyde de silicium \(SiO_2\)) sont en désordre total et ne suivent pas un schéma qui se répète, c'est ce qu'on appelle un composé amorphe.

Bon, fin des questions, et fin de cette partie, vous découvrirez dans un prochain article des phénomènes incroyables, aux frontières du réel, à ne surtout pas manquer !

  1. (1) ↑ Quand je dis primaire, j'entends par là que ce sont les états de base, auxquels on se réfère pour définir les autres, qui sont alors secondaires ; un peu comme les couleurs en peinture.
  2. (2) ↑ Comprenez par là qu'on les observe dans cet état dans des conditions de température et de pression « normales ».
  3. (3) ↑ Il y a une certaine ambiguïté autour du terme condensation, on distingue condensation en solide et condensation en liquide. On peut donc dire que la condensation en liquide est similaire à la liquéfaction, et c'est d'ailleurs le sens que revêt le mot condensation dans le vocabulaire courant.

Cet article vous a plu ? Courez lire la suite !