La matière qui nous entoure peut prendre des formes très différentes mais il est possible de classifier les matériaux en trois familles : les métaux, les matériaux issus du vivant et les minéraux. L'observation à la loupe ou au microscope permet de mettre en évidence la structure régulière de certains matériaux. L'être humain utilise la matière pour répondre à ses nombreux besoins.
La diversité de la matière
Les matériaux sont très divers mais ils peuvent être regroupés en trois familles : les métaux, les matériaux issus du vivant et les minéraux.
Les métaux
La famille des métaux regroupe les matériaux qui conduisent efficacement le courant électrique et la chaleur. Dans la nature, certains métaux existent sous forme native et d'autres sous forme combinée avec d'autres éléments. Un alliage est un mélange contenant au moins un métal.
Métaux
Les métaux sont des corps qui se caractérisent par une très bonne conduction électrique et thermique et aussi par un aspect brillant (lorsqu'ils sont polis).
Le fer, le cuivre, le plomb et le zinc sont des métaux.
On rencontre les métaux dans le sol, à l'état naturel (ou « natif ») ou combinés avec d'autres éléments.
Le cuivre, l'or, l'argent et le platine sont les métaux que l'on retrouve le plus facilement à l'état natif. Les autres métaux, comme le fer ou l'aluminium, se trouvent le plus souvent sous la forme d'oxyde, c'est-à-dire combiné avec de l'oxygène.
On peut créer des alliages métalliques en mélangeant des métaux entre eux ou avec d'autres matériaux.
- Le bronze est un alliage résultant du mélange de deux métaux : le cuivre et l'étain.
- L'acier est un alliage résultant du mélange d'un métal, le fer, et d'un non-métal, le carbone.
Les matériaux issus du vivant
Les matériaux issus du vivant regroupent tous les matériaux que peuvent fournir les végétaux et les animaux. On les appelle aussi matériaux organiques. Les matières plastiques, issues du pétrole, sont des matériaux organiques.
Les êtres vivants, végétaux et animaux, sont des sources importantes de matière. Les matériaux qu'ils produisent sont qualifiés de matériaux organiques et sont très divers.
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On ne parle pas « d'objets en plastique » mais de « matériaux plastiques ». En effet, il n'existe pas un seul matériau qui s'appellerait plastique.
Le polystyrène, le polyéthylène et le polychlorure de vinyle (ou PVC) sont tous des matières plastiques.
Les minéraux
Les minéraux regroupent les matériaux non métalliques et non organiques. Les plus répandus sont les céramiques et les verres.
Matériaux minéraux
Les matériaux minéraux regroupent les matériaux à la fois non métalliques et non issus du vivant. Généralement, ils sont obtenus après cuisson d'une matière première que l'on trouve dans le sol (argile, sable, etc.).
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Les structures de la matière
Beaucoup de matières ont des structures géométriques régulières qui ne sont pas visibles à l'œil nu mais le deviennent avec une loupe ou un microscope.
L'observation de nombreuses matières à la loupe ou au microscope permet de mettre en évidence des structures géométriques et des modes d'organisation invisibles à l'œil nu.
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Les matériaux qui ne montrent pas de structure régulière sont dits « amorphes ».
Le verre est un matériau amorphe.
Les différents usages de la matière
Depuis le début de son histoire, l'humanité utilise la matière pour répondre à ses nombreux besoins : se déplacer, se nourrir, construire, se vêtir, réaliser des œuvres d'art, etc.
Les matériaux issus du vivant sont les premiers que les êtres humains ont utilisés.
L'être humain a très vite utilisé les peaux de bêtes pour se vêtir, le bois pour se chauffer, les os pour fabriquer des outils.
La maîtrise du feu a permis la production de céramiques auxquelles il était possible de donner une forme souhaitée.
Les premières céramiques sont produites à partir d'argile cuite et sont utilisées comme récipient ou objets décoratifs et même œuvres d'art.
Le travail des métaux a permis d'obtenir des outils plus évolués.
Les métaux que l'on peut retrouver à l'état natif dans la nature, comme le cuivre, ont été les premiers métaux à être travaillés.
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