« Polymère inorganique » : différence entre les versions

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Les polymères inorganiques sont des polymères dont le squelette ne comporte pas d'atomes de carbone^[1]. Les polymères, tels les polymères modifiés silane, comprenant des composants organiques et inorganiques sont nommés des polymères hybrides^[2] ou polymères organo-minéraux^[3]^,^[4]. Un des exemples les mieux connus est le polydiméthylsiloxane. Il a un motif de répétition basé sur le silicium et l'oxygène : —[O-Si(CH₃)₂]_n—.

Le polythiazyle (polymère de nitrure de soufre), de formule (SN)_x, est, ce qui est hautement inhabituel, un polymère métallique supraconducteur à −272,89 °C^[5].

Polymères naturels[modifier | modifier le code]

L'enchaînement covalent -Si-O-Si-O-Si-O- (appelé chaîne polysiloxanique), présent dans le polydiméthylsiloxane, est également la base de structures polymères inorganiques naturelles, uni-, bi- ou tridimensionnelles, dans la famille des silicates^[6].

Les sites libres de la chaîne polysiloxanique, au lieu d'être occupés par des groupes organiques pour former des polymères hybrides, peuvent l'être par des atomes d'oxygène liés aux atomes de silicium de la chaîne par une liaison covalente polaire pour donner des macro-anions^[7] qui s'associent à des cations minéraux (Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺, etc.) pour former des polymères minéraux, par exemple, avec les ions Mg²⁺, un pyroxène de formule [MgSiO₃]_n^[3].

Les chaînes polysiloxaniques peuvent être également reliées entre elles par l'intermédiaire de liaisons covalentes polaires, ce qui conduit à la silice, macromolécule tridimensionnelle (SiO₂)_n^[3]^,^[8].

Le remplacement de certains atomes de silicium de la chaîne polysiloxanique par des atomes d'aluminium conduit à d'autres silicates polymères minéraux naturels, bi- ou tridimensionnels, les aluminosilicates.

Parmi les autres structures polymères minérales, il faut mentionner le diamant et le graphite^[7]^,^[8]^,^[3].
1. Le diamant. Dans le réseau du diamant, chaque atome de carbone est entouré de quatre autres atomes de carbone. Ces tétraèdres s'enchaînent pour donner une macromolécule tridimensionnelle (C_3D).
2. Le graphite a une structure en feuillets. Les atomes de carbone sont unis suivant un pavage hexagonal plan, l'ensemble formant une macromolécule bidimensionnelle (C_2D).

Polymères synthétiques[modifier | modifier le code]

Exemples[modifier | modifier le code]

Certains polymères minéraux peuvent être produits par synthèse.

On en trouve par exemple dans une famille d'aluminosilicates appelés zéolithes.

Le silicium n'existe pas à l'état de corps simple dans la nature^[7]. On peut produire par synthèse un silicium cristallin dont la structure est analogue à celle du diamant^[3].

Polymères homo-chaînes dont la chaîne principale est construite avec les atomes d'un seul élément. Ces éléments appartiennent surtout à la colonne 14 du tableau périodique :
- silicium-silicium : polysilanes ;
- germanium-germanium : polygermanes ;
- étain-étain : polystannanes. L'étain est le seul élément métallique connu qui forme des polymères organométalliques composés d'une chaîne d'atomes métalliques liés entre eux par des liaisons covalentes.

Polymères hétéro-chaînes dont la chaîne principale comprend plus d'un type d'atomes, la plupart du temps deux éléments alternent le long de la chaîne principale :
- bore-azote : polyborazylènes ;
- silicium-oxygène : polysiloxanes (silicones) comme le polydiméthylsiloxane (PDMS), polyméthylhydrosiloxane (PMHS) et polydiphénylsiloxane (PDPS) ;
- phosphore-azote : polyphosphazènes et leurs précurseurs, le polydichlorophosphazène ;
- soufre-azote : polythiazyles (SN)_x, appelé aussi polymère de nitrure de soufre.

Soufre : polysulfures.

Polymérisation[modifier | modifier le code]

Les polymères sont formés, comme les polymères organiques, par :

polymérisation par étapes : polysiloxanes ;
polymérisation en chaîne : polysilanes ;
polymérisation par ouverture de cycle : polydichlorophosphazène.

Notes et références[modifier | modifier le code]

↑ (en) « inorganic polymer », IUPAC, Compendium of Chemical Terminology [« Gold Book »], Oxford, Blackwell Scientific Publications, 1997, version corrigée en ligne : (2019-), 2^e éd. (ISBN 0-9678550-9-8)
↑ (en) « hybrid polymer », IUPAC, Compendium of Chemical Terminology [« Gold Book »], Oxford, Blackwell Scientific Publications, 1997, version corrigée en ligne : (2019-), 2^e éd. (ISBN 0-9678550-9-8)
↑ ^{a b c d et e} Jean-Pierre Mercier, Gérald Zambelli, Wilfried Kurz, Traité des matériaux, vol. 1, 3^e éd., Introduction à la science des matériaux, Presses polytechniques et universitaires romandes (1999), p. 93, 95, 96 (ISBN 2880744024) - Présentation en ligne - Lire en ligne.
↑ Hélène Goudket, Study of organic and organo-mineral dye-doped polymers - Application to integrated lasers, LCFIO, 27 juillet 2004
↑ (en) M. M. Labes, P. Love et L. F. Nichols, « Polysulfur nitride - a metallic, superconducting polymer », Chem. Rev., vol. 79, n^o 1,‎ 1979, p. 1–15 (DOI 10.1021/cr60317a002)
↑ Jacques Angenault, La Chimie – dictionnaire encyclopédique, 2^e édition, Éditions Dunod, 1995 (ISBN 2100024973), p. 318, 510-516.
↑ ^{a b et c} Maurice Bernard, Cours de chimie minérale , 2^e éd., Premier cycle universitaire, Éditions Dunod (1994), p. 244, 248, 259, 261 (ISBN 2100020676).
↑ ^{a et b} Raymond Quelet, Précis de chimie, Tome 1 - Chimie générale, 9^e éd., Presses universitaires de France, 1966, p. 188.

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Inorganic polymer » (voir la liste des auteurs).

Article connexe[modifier | modifier le code]

Caténation

Portail de la chimie

[1] (en) « inorganic polymer », IUPAC, Compendium of Chemical Terminology [« Gold Book »], Oxford, Blackwell Scientific Publications, 1997, version corrigée en ligne : (2019-), 2^e éd. (ISBN 0-9678550-9-8)

[2] (en) « hybrid polymer », IUPAC, Compendium of Chemical Terminology [« Gold Book »], Oxford, Blackwell Scientific Publications, 1997, version corrigée en ligne : (2019-), 2^e éd. (ISBN 0-9678550-9-8)

[mineraux_ppur-3] {a b c d et e} Jean-Pierre Mercier, Gérald Zambelli, Wilfried Kurz, Traité des matériaux, vol. 1, 3^e éd., Introduction à la science des matériaux, Presses polytechniques et universitaires romandes (1999), p. 93, 95, 96 (ISBN 2880744024) - Présentation en ligne - Lire en ligne.

[4] Hélène Goudket, Study of organic and organo-mineral dye-doped polymers - Application to integrated lasers, LCFIO, 27 juillet 2004

[5] (en) M. M. Labes, P. Love et L. F. Nichols, « Polysulfur nitride - a metallic, superconducting polymer », Chem. Rev., vol. 79, n^o 1,‎ 1979, p. 1–15 (DOI 10.1021/cr60317a002)

[6] Jacques Angenault, La Chimie – dictionnaire encyclopédique, 2^e édition, Éditions Dunod, 1995 (ISBN 2100024973), p. 318, 510-516.

[m_bernard-7] {a b et c} Maurice Bernard, Cours de chimie minérale , 2^e éd., Premier cycle universitaire, Éditions Dunod (1994), p. 244, 248, 259, 261 (ISBN 2100020676).

[quelet1-8] {a et b} Raymond Quelet, Précis de chimie, Tome 1 - Chimie générale, 9^e éd., Presses universitaires de France, 1966, p. 188.

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+{{2autres| les polymères en [[chimie minérale]]| les polymères en [[chimie organique]] et en [[biochimie]]| Polymère| les « polymères » comportant un petit nombre d'éléments| Oligomère}}
-Les '''polymères inorganiques''' sont des [[polymère]]s dont le squelette ne comporte pas d'atomes de [[carbone]]<ref>{{GoldBook|title=inorganic polymer|file=IT07515}}</ref>. Les polymères, tels les [[Polymère modifié silane|polymères modifiés silane]], comprenant des composants organiques et inorganiques sont nommés des '''polymères hybrides'''<ref>{{GoldBook|title=hybrid polymer|file=HT07556}}</ref> ou polymères '''organo-minéraux'''<ref name="mineraux_ppur">Jean-Pierre Mercier, Gérald Zambelli, Wilfried Kurz, ''Traité des matériaux'', {{vol.}}1, {{3e}}{{éd.}}, ''Introduction à la science des matériaux'', [[Presses polytechniques et universitaires romandes]] (1999), {{p.|93, 95, 96}} {{ISBN|2880744024}} - [http://books.google.fr/books?id=Zb511Tf1myAC&printsec=frontcover&hl=fr Présentation en ligne] - [http://books.google.fr/books?id=Zb511Tf1myAC&pg=PA95&lpg=PA95&dq=cha%C3%AEne+polysiloxanique&source=bl&ots=1PQ05DepHS&sig=n1BIQLvJaK7gPVbrSIBhJNXcCVQ&hl=fr&sa=X&ei=788lVMOjOY7g7QaU34HIBA&ved=0CDAQ6AEwAg#v=onepage&q=cha%C3%AEne%20polysiloxanique&f=false Lire en ligne].</ref>{{,}}<ref>Hélène Goudket, [http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006577 ''Study of organic and organo-mineral dye-doped polymers - Application to integrated lasers''], LCFIO, 27 juillet 2004</ref>. Un des exemples les mieux connus est le [[polydiméthylsiloxane]]. Il a un [[motif de répétition]] basé sur le [[silicium]] et l'[[oxygène]] : —[O-Si(CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>]<sub>''n''</sub>—.
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-Le polymère inorganique [[soufre]]-[[azote]] [[polythiazyle]], (SN)<sub>''x''</sub>, est, ce qui est hautement inhabituel, un polymère métallique [[supraconductivité|supraconducteur]] à {{tmp|0.26|K}}<ref>{{ article |langue=en| titre = Polysulfur nitride - a metallic, superconducting polymer | auteur = M. M. Labes, P. Love et L. F. Nichols | journal = [[Chemical Reviews|Chem. Rev.]] | année = 1979 | volume = 79 | numéro = 1 | pages = 1–15 | doi = 10.1021/cr60317a002 }}</ref>.
+Le [[polythiazyle]] (polymère de [[nitrure de soufre]]), de formule {{fchim|(SN)|''x''}}, est, ce qui est hautement inhabituel, un polymère métallique [[supraconductivité|supraconducteur]] à {{tmp|0.26|K}}<ref>{{ article |langue=en| titre = Polysulfur nitride - a metallic, superconducting polymer | auteur = M. M. Labes, P. Love et L. F. Nichols | journal = [[Chemical Reviews|Chem. Rev.]] | année = 1979 | volume = 79 | numéro = 1 | pages = 1–15 | doi = 10.1021/cr60317a002 }}</ref>.
 == Polymères naturels ==
-L'enchaînement [[Liaison covalente|covalent]] -Si-O-Si-O-Si-O- (appelé ''chaîne polysiloxanique''), présent dans le [[polydiméthylsiloxane]], est également la base de structures polymères inorganiques ''naturelles'', [[wikt:unidimensionnel|uni-]], [[wikt:bidimensionnel|bi-]] ou [[wikt:tridimensionnel|tridimensionnelles]], dans la famille des [[silicate]]s.
+L'enchaînement [[Liaison covalente|covalent]] -Si-O-Si-O-Si-O- (appelé ''chaîne polysiloxanique''), présent dans le [[polydiméthylsiloxane]], est également la base de structures polymères inorganiques ''naturelles'', [[wikt:unidimensionnel|uni-]], [[wikt:bidimensionnel|bi-]] ou [[wikt:tridimensionnel|tridimensionnelles]], dans la famille des [[silicate]]s<ref>Jacques Angenault, ''La Chimie – dictionnaire encyclopédique'', {{2e|édition}}, [[Éditions Dunod]], 1995 {{ISBN|2100024973}}, {{p.|318, 510-516}}.</ref>.
 Les sites libres de la chaîne polysiloxanique, au lieu d'être occupés par des groupes organiques pour former des polymères hybrides, peuvent l'être par des atomes d'oxygène liés aux atomes de silicium de la chaîne par une [[Polarité (chimie)#Polarité d'une liaison|liaison covalente polaire]] pour donner des [[wikt:macro-|macro]]-[[anion]]s<ref name="m_bernard">Maurice Bernard, ''Cours de chimie minérale '', {{2e}}{{éd.}}, [[Premier cycle universitaire]], [[Éditions Dunod]] (1994), {{p.|244, 248, 259, 261}} {{ISBN|2100020676}}.</ref> qui s'associent à des [[cation]]s [[minéral|minéraux]] (Na{{exp|+}}, Mg{{exp|2+}}, Al{{exp|3+}}{{etc.}}) pour former des '''polymères minéraux''', par exemple, avec les ions Mg{{exp|2+}}, un [[pyroxène]] de formule [MgSiO{{ind|3}}]{{ind|''n''}}<ref name="mineraux_ppur" />.
-Les chaînes polysiloxaniques peuvent être également reliées entre elles par l'intermédiaire de liaisons covalentes polaires, ce qui conduit à la [[silice]], [[macromolécule]] [[wikt:tridimensionnel|tridimensionnelle]] (SiO{{ind|2}}){{ind|''n''}}<ref name="mineraux_ppur" />{{,}}<ref name="quelet1">Raymond Quelet, ''Précis de chimie, Tome 1 - Chimie générale'', {{9e}} éd., [[Presses universitaires de France]], 1966, {{p.|188}}.</ref>.
+Les chaînes polysiloxaniques peuvent être également reliées entre elles par l'intermédiaire de liaisons covalentes polaires, ce qui conduit à la [[Dioxyde de silicium|silice]], [[macromolécule]] [[wikt:tridimensionnel|tridimensionnelle]] (SiO{{ind|2}}){{ind|''n''}}<ref name="mineraux_ppur" />{{,}}<ref name="quelet1">Raymond Quelet, ''Précis de chimie, Tome 1 - Chimie générale'', {{9e}} éd., [[Presses universitaires de France]], 1966, {{p.|188}}.</ref>.
 Le remplacement de certains atomes de silicium de la chaîne polysiloxanique par des atomes d'aluminium conduit à d'autres silicates polymères minéraux naturels, [[wikt:bidimensionnel|bi-]] ou [[wikt:tridimensionnel|tridimensionnels]], les [[aluminosilicate]]s.
 Parmi les autres structures polymères minérales, il faut mentionner le ''diamant'' et le ''graphite''<ref name="m_bernard" />{{,}}<ref name="quelet1" />{{,}}<ref name="mineraux_ppur" />.<br />
-. Le [[diamant]]. Dans le réseau du diamant, chaque atome de [[carbone]] est entouré de quatre autres atomes de carbone. Ces [[tétraèdre]]s s'enchaînent pour donner une ''macromolécule tridimensionnelle'' (C{{ind|3D}}).<br />
+. Le [[diamant]]. Dans le réseau du diamant, chaque atome de [[carbone]] est entouré de quatre autres atomes de carbone. Ces [[tétraèdre]]s s'enchaînent pour donner une ''macromolécule tridimensionnelle'' ([[Carbone|C]]{{ind|3D}}).<br />
-. Le [[graphite]] a une structure en ''feuillets''. Les atomes de carbone sont unis suivant un pavage [[Hexagone|hexagonal]] plan, l'ensemble formant une ''macromolécule bidimensionnelle'' (C{{ind|2D}}).
+. Le [[graphite]] a une structure en ''feuillets''. Les atomes de carbone sont unis suivant un pavage [[Hexagone|hexagonal]] plan, l'ensemble formant une ''macromolécule bidimensionnelle'' ([[Carbone|C]]{{ind|2D}}).
 == Polymères synthétiques ==
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 * Certains polymères minéraux peuvent être produits par [[Synthèse chimique|synthèse]].
 :On en trouve par exemple dans une famille d'[[aluminosilicate]]s appelés [[zéolithe]]s.
-:Le [[silicium]] est un [[corps simple]] qui n'existe pas à l'état naturel<ref name="m_bernard" />. On peut produire par synthèse un [[silicium]] [[Cristal|cristallin]] dont la structure est analogue à celle du [[diamant]]<ref name="mineraux_ppur" />.
+:Le [[silicium]] n'existe pas à l'état de [[corps simple]] dans la nature<ref name="m_bernard" />. On peut produire par synthèse un [[silicium]] [[Cristal|cristallin]] dont la structure est analogue à celle du [[diamant]]<ref name="mineraux_ppur" />.
-* Polymères homo-chaînes dont la chaîne principale est construite avec les atomes d'un seul élément. Ces éléments appartiennent surtout à la [[Cristallogène|{{nobr|colonne 14}}]] du [[tableau périodique des éléments|tableau périodique]] :
+* Polymères homo-chaînes dont la [[chaîne principale]] est construite avec les atomes d'un seul élément. Ces éléments appartiennent surtout à la [[Groupe 14 du tableau périodique|{{nobr|colonne 14}}]] du [[tableau périodique des éléments|tableau périodique]] :
 ** [[silicium]]-silicium : [[polysilane]]s ;
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+[[Catégorie:Polymère inorganique| ]]