Parcours :
Visite guidée "Sciences en action"

⚑ Le carbone

Localisation :

Quelle forme peut-on voir dans l'œuvre C6R10T12 ?
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Elle s'inspire de la forme des molécules cycliques à 6 atomes de carbone (C6).

Le carbone
C'est l'élément chimique de numéro atomique 6 et de symbole C. Le carbone est indispensable dans le domaine du vivant. On peut le trouver dans les molécules comme les protéines, lipides, glucides qui servent à la construction des tissus des organismes vivants. On retrouve aussi du carbone dans le dioxyde de carbone (CO2) et du méthane (CH4), deux gaz à effet de serre qui ont un impact majeur sur le climat de la planète. Les atomes de carbones peuvent s'associer avec d'autres carbones pour former un certaines nombres de configuration. Le carbone cristallin existe dans la nature sous forme de diamant et de graphite.
La forme est un motif régulier de trames et de grilles basé sur la répétition de formes prenant l'apparence d'hexagones selon une certaine dispositions des atomes du carbone, dans le cas du graphite.

Le diamant
Le diamant est un minéral transparent composé d'atomes de carbone pur. Il a comme propriété d’être la plus dur des substances naturelles. Chaque atome est relié à quatre atomes voisins disposés au sommet d’un tétraèdre régulier.
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Le diamant naturel se forme à partir de carbone présent dans les profondeurs de la Terre, entre 150 et 200 km de profondeur. Pour que le carbone s’arrange en structure diamant, il faut des conditions de température et de pression particulièrement élevées : entre 1000 et 1500 °C et entre 4,5 et 6 GPa (gigapascals).

Le graphite
Le graphite naturel est l'une des formes cristallines de l'élément carbone, de structure hexagonale. On l'utilise notament pour le crayon à papier. Ses atomes sont organisés selon un empilement de feuillets de graphène dotés d'une structure hexagonale.
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Question
Quelle est la différence entre la structure du graphite et celle du diamant ?

Réponse
Le nombre d'atomes liés. Dans le graphite, chaque atome est lié à 3 autres atomes, formant un réseau hexagonal plan, comme un nid d'abeilles. Dans le diamant, chaque atome est lié à 4 autres atomes, en forme de tétraèdre.

Rédaction :

Laura Maquin, étudiante en 1re année de Licence de physique chimie (2023).


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