Questions to the experts
Matière et matériaux
Qu'y a-t-il entre les atomes ou les molécules ?
La liaison des molécules de glace n'est pas compacte, qu'y a-t-il dans ces espaces ?
Je souhaite compléter la réponse sur quelques points :
Je me demande si votre question ne porte pas sur la matérialité des liaisons... C'est en effet une question que l'on rencontre souvent, car on est facilement induit en erreur par la matérialité des tubes ou bâtonnets qui relient les boules représentant les atomes dans les "modèles moléculaires" (représentations ou "maquettes" agrandies des molécules).
Sur cette base, je répondrais que, dans la glace, il existe deux types de liaisons : des liaisons fortes entre les atomes qui constituent les molécules d'eau (ces liaisons qui sont justement en général représentées par des bâtonnets ou des tubes), et des liaisons plus faibles, de nature similaire pourtant, entre les molécules d'eau, par l'intermédiaire des atomes qui les constituent, bien sûr (souvent représentées sur les schémas par des pointillés).
Dans les deux cas, ces liaisons ne sont pas matérielles et ne peuvent donc être qualifiées de "compactes". Dans les deux cas, c'est du "vide" que l'on trouve entre les atomes et les molécules. Dans les deux cas, on devrait plutôt parler "d'interaction" entre les atomes concernés.
Pour risquer une analogie ("risquer", car les analogies sont toujours dangereuses), c'est également une "interaction" qui empêche la Terre et la Lune de s'éloigner l'une de l'autre. Et lon ne représente pas pour autant par de la matière compacte cette attraction qui peut, elle aussi, s'exercer dans le vide.
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Pour être précis, je préfère reformuler la question en disant "l'empilement des molécules de glace" et non "la liaison", la notion de compacité pour une liaison me semblant impropre.
Je suppose que cette question est motivée par le fait que la glace flotte sur l'eau, ce qui prouve que l'empilement des molécules d'eau est moins compact dans l'état solide que dans l'état liquide; toutefois, on ne doit pas en déduire que les molécules d'eau liquide sont dans un état "parfaitement compact" et, surtout, il faut éviter de se représenter les molécules comme des briques d'un jeu de construction à notre échelle.
Certes, dans de la glace pure il n'y a rien d'autre que des molécules d'eau, et donc la réponse à la question posée pourrait être "il y a du vide", mais on pourrait aussi le dire pour quasiment tout empilement de molécules... On pourrait même dire que les atomes et molécules sont constitués essentiellement de vide, la taille du noyau étant ridiculement faible par rapport à celle du nuage d'électrons qui l'entoure. Bref, il ne faut surtout pas perdre de vue qu'à ces échelles, c'est la physique quantique qui règne, et que toute représentation "visuelle" de la matière est condamnée à être fausse. Contentons-nous de dire que les molécules d'eau sont "arrangées différemment" dans la glace et dans l'eau liquide, et que, dans le premier cas, elles sont un peu moins tassées...