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RÉSUMÉ
Les agrégats moléculaires sont des particules constituées d’un nombre limité d’atomes ou de molécules liés par des forces. On emploie ce terme lorsque les entités formés deviennent facilement identifiables. Tout d'abord, une très large description du concept est proposée : structure, forces de cohésion dans les agrégats, existence d’une physique spécifique des agrégats. Puis une discussion sur l’aspect physique-chimique aborde la notion de température, l’état physique des agrégats et dévoile les prémisses d’une nouvelle chimie.
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INTRODUCTION
En physique et en chimie, on parle d'agrégat atomique ou moléculaire quand des atomes ou des molécules sont assemblés par des forces telles qu'ils forment des entités pouvant facilement être identifiées. Depuis peu, on assiste à une véritable explosion de l'utilisation d'agrégats pour les nanotechnologies; l'exigence de miniaturisation des composants électroniques suscite un intérêt grandissant pour des systèmes moléculaires de dimension de l'ordre de grandeur du nanomètre.
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1. Définition du concept
Mireille DEFRANCESCHI est agrégée de sciences physiques, docteur d’État en sciences physiques et directeur de recherche au Commissariat à l’énergie atomique
Les agrégats sont des particules constituées d'un nombre limité d'atomes ou de molécules (appelés dans la suite composants), liés par diverses liaisons ; cela va de l'agrégat composé de deux atomes à celui comportant quelques centaines d'atomes.
dans la suite, la notion d'agrégat en géologie sera ignorée car, malgré l'analogie de vocabulaire, il ne s'agit pas de la même notion : les roches sont formées d'agrégats de divers minéraux tels que le quartz et le feldspath dans le granite.
Préciser la notion d'agrégat n'est pas aisé car il n'existe pas de définition rigoureuse et, en particulier, il est relativement difficile de distinguer précisément ce qu'est un agrégat et ce qu'est une molécule. Considérons le cas de l'agrégat de carbone C60 (« foot ballène ») ; il s'agit d'un agrégat, cependant, il présente les principales propriétés qui caractérisent les molécules. Devant la diversité des types d'agrégats, on utilise différents critères de classification. Le premier concerne la composition chimique, les agrégats peuvent être homogènes [c'est-à-dire constitués d'un seul type de composants (atomes ou molécules)] ou bien hétérogènes (c'est-à-dire constitués de plus d'un type de composants).
un ensemble d'atomes d'argon entourant une molécule de benzène est un agrégat hétérogène.
En se limitant aux agrégats homogènes, leur structure (dimension, organisation) et la nature des forces cohésives constituent des critères de classification, fondamentaux pour en définir la spécificité.
Les agrégats (du grec : grex, grégis) ont été observés et utilisés par l'homme depuis très longtemps.
Par exemple, des agrégats étaient déjà utilisés au Moyen Âge par les vitriers, qui découvrirent le moyen de faire de magnifiques vitraux colorés par un traitement adapté du verre contenant divers métaux. Les superbes couleurs obtenues étaient dues à la diffraction...
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