scienceamusante.net

Sans ajouter d'éléments, je rends le chlorure de sodium jaune, le bromure de sodium mauve et le bromure de potassium bleu. Que suis-je ?

salutations,

deux propositions :

- 1 la lumière qui diffracterait différemment dans ces différents cristeaux
- 2 La présence de l'halogène au sous forme X2 dans les cristeaux ?

Il s'agit probablement de défauts dans le cristal provoqués par une irradiation externe, comme celle des rayons gamma.

Et Maurice a vu juste. En effet, ce sont les défauts ponctuels qui ont donné ces jolies couleurs.

Pour expliquer cela, prenons un halogénure classique : le bon vieux chlorure de sodium avec son réseau cubique d'ions Na+ et Cl-. $$\begin{matrix}
\rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- \\
\rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ \\
\rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- \\
\rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ \\
\rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- \\
\rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ \\
\rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- \\
\rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+
\end{matrix}$$ Un des défauts ponctuels souvent rencontrés sont les défauts de Schottky : des nœuds du réseau sont inoccupés, ce qui laisse une charge locale. Le cristal étant neutre, il y a donc autant de lacunes cationiques que de lacunes anioniques : $$\begin{matrix}
\rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- \\
\rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ \\
\rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \enclose{box}{\,^\,} &\rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- \\
\rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ \\
\rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- \\
\rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \enclose{box}{\,^\,} & \rm Cl^- & \rm Na^+ \\
\rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- \\
\rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+
\end{matrix}$$ Ces lacunes sont présentes en faibles proportions : pour NaCl à 1 000 K, on a une fraction molaire de lacunes de l'ordre de $5 \cdot 10 ^{-5}$. Remarquons que ces défauts sont nécessairement présents dans un cristal car ils le stabilisent en diminuant l'enthalpie libre de la structure cristalline.$^{[1]}$

Pour parler des centres colorés, je vais parler d'abord parler d'un cas plus simple : si on chauffe un cristal de NaCl dans des vapeurs de sodium, le cristal deviendra jaune. L'explication est que les atomes de sodium vont alors partiellement s'ioniser : $$\rm Na_{(\rm g)} \rightleftharpoons \rm Na^+_{( \rm g)} + \rm e^-$$ Ils se forment alors deux espèces chargées qui vont pouvoir occuper les défauts de Schottky, l'ion sodium rejoignant une lacune cationique et l'électron se retrouve piégé dans une lacune anionique :$$ \begin{matrix}
\rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- \\
\rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ \\
\rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \enclose{box}{\,^\,} &\rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- \\
\rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ \\
\rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- \\
\rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \enclose{box}{\,^\,} & \rm Cl^- & \rm Na^+ \\
\rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- \\
\rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+
\end{matrix} \, \, \, \mathop{\rightleftharpoons}^{\rm Na_{(\rm g)}} \, \, \, \begin{matrix}
\rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- \\
\rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ \\
\rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \enclose{box}{\rm e^-} &\rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- \\
\rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ \\
\rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- \\
\rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \enclose{box}{\rm Na^+} & \rm Cl^- & \rm Na^+ \\
\rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- \\
\rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+ & \rm Cl^- & \rm Na^+
\end{matrix}$$ On appelle ce nouveau type de défauts un centre F.

Les centres F peuvent être produits par d'autres moyens : exposition à une bobine Tesla$^{[2]}$ (comme dans le cas de l'image initiale) ou à des rayonnements X et gamma (comme l'a suggéré Maurice). Dans ce cas, ce sont des électrons arrachés à des ions de la structure qui vont former les centres F. L’irradiation prolongée peut changer la couleur des cristaux car on obtient de plus en plus d'électrons non appareillés et on ne peut plus les considérer comme indépendants.$^{[1]}$

Bibliographie :
$[1]$ Ph. Fleury, "Les défauts ponctuels dans les cristaux", Bull. Un. Phys., nov. 1983, 78, n°658, p 173-194 (archive)
$[2]$ la page sur le centre F par le groupe MRSEC de l'université Wisconsin – Madison

Je propose de poursuivre la plaisanterie, et de demander au premier qui répond à une question, de proposer une nouvelle question.
Donc, je me lance, et je pose une question à l'ensemble des amateurs du Forum. la voici :

Les quatre premiers alcanes ont un nom qui décrit leur origine historique. Le méthane, en C1, vient du grec méthylos, qui veut dire le bois. L'éthane, en C2, vient du grec éthylos, qui veut dire le vin. Le butane, en C4, vient du grec butyros, qui veut dire le beurre. D'où vient le mot propane, donc en C3 ? Pourquoi le propane C3H8 s'appelle-t-il ainsi ?

Bonne question Maurice !

Déjà je pense qu'il faut revenir à la racine "propionique". J'ai dû chercher dans l'étymologie pour trouver de pro- et piôn

Alors piôn en grec, ça voudrait dire "gras".
Et pro : "en avant de" , "en faveur de", "à la place de"

--> "en avant du gras" ?

Quand on connait la composition des graisses, on sait qu'on y trouve en majorité des triglycérides, qui sont des esters dont l'alcool est le glycérol (propane-1,2,3,-triol), un triol, sur lequel sont fixés les acides gras. Je suppose donc que "pro-piôn" veuille dire "en avant des acides gras", c'est-à-dire le fameux propane-1,2,3-triol qui supporte les acides gras ?


(voir : Fabrication du savon)

Bonjour,
Je reviens sur les défauts cristallins provoqués par irradiation: Comm il n'y a pas d'ajout de matière cela revient a déséquilibrer localement l'équilibre électrique en arranchant un électron de son orbite pour l'envoyer "au loin dans le cristal" et en créant ainsi une différence de potentiel.
Que peut-on dire d'un électron isolé dans la maille cristalline? On ne peut plus parler d'orbite électronique et on sait qu'il ne peut exister immobile: alors la seule solution semble être une vibration.

L'hypothèse de Darrigan est dans la bonne direction. Mais ce n'est pas parce que le glycérol est en vent des esters gras qu'on appelé propane l'hydrocarbure dopant il dérive.

Quant à la critique d'Ecolami, on peut le tourner en considèrent par exemple un carré de 4 lacunes qui vont être remplies par deux atomes Na+ et deux électrons. Si les ions Na+ se disposent à l'opposé l'un de l'autre, l'ensemble ne crée pas une différence de potentiel potentiel à longue distance.

J'ai fait de fautes de frappe dans mon dernier message. J'en suis navré. Je le réécris
L'hypothèse de Darrigan est dans la bonne direction. Mais ce n'est pas parce que le glycérol est en tête de formule des esters gras qu'on a appelé propane l'hydrocarbure dont il dérive.

Quant à la critique d'Ecolami, on peut la tourner en considèrent par exemple un carré de 4 lacunes qui vont être remplies par deux atomes Na+ et deux électrons. Si les ions Na+ se disposent à l'opposé l'un de l'autre, l'ensemble ne crée pas une différence de potentiel potentiel à longue distance.

Maurice a écrit :
L'hypothèse de Darrigan est dans la bonne direction. Mais ce n'est pas parce que le glycérol est en tête de formule des esters gras qu'on a appelé propane l'hydrocarbure dont il dérive.

Alors est-ce simplement parce qu'il vient avant le butyrique, donc du gras du beurre, qu'on a construit son nom avec "pro" et "piôn" ? pas facile ton enigme.

Non. Mais la vraie réponse est presque ce que Darrigan en dit.
Quand les chimistes du 19ème siècle ont établi la nomenclature des alcanes et des acides, ils se sont basés sur le nom latin ou grec correspondant à la substance d'où on extrait cet acide. Pour C1, C2, C4, c'était assez facile, car il existait chaque fois des substances naturelles en C1, C2 et C4. Mais pour C3, il n'y en avait pas, en tout cas à l'époque. On a dû faire autrement. On a utilisé le fait que l'acide en C3 est le premier de la série des acides gras qui n'a pas d'équivalent connu dans la nature. Premier donne "pro" et gras donne "pion". D'où le nom de l'acide propionique, d'où on a tiré plus tard propane.