généralités sur les cristaux
Post on 11-Feb-2016
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Les 3 états de la matière
GAZEUX
• le gaz parfait : molécules sans interaction entre ellesP.V=R.T (1 mole)
• le gaz réel : molécules avec interaction entre elles ◊ P.(V-b)=R.T (1 mole) ◊ (P+a/V2).(V-b)=R.T (1 mole)
LIQUIDEdistances intermoléculaires faiblesinteractions intermoléculaires importantes
SOLIDEdistances intermoléculaires faiblesinteractions intermoléculaires très importantes
Les 3 états de la matière
GAZEUX
• le gaz parfait : molécules sans interaction entre ellesP.V=R.T (1 mole)
• le gaz réel : molécules avec interaction entre elles ◊ P.(V-b)=R.T (1 mole) ◊ (P+a/V2).(V-b)=R.T (1 mole)
LIQUIDEdistances intermoléculaires faiblesinteractions intermoléculaires importantes
SOLIDEdistances intermoléculaires faiblesinteractions intermoléculaires très importantes
Les 3 états de la matière
GAZEUX
• le gaz parfait : molécules sans interaction entre ellesP.V=R.T (1 mole)
• le gaz réel : molécules avec interaction entre elles ◊ P.(V-b)=R.T (1 mole) ◊ (P+a/V2).(V-b)=R.T (1 mole)
LIQUIDEdistances intermoléculaires faiblesinteractions intermoléculaires importantes
SOLIDEdistances intermoléculaires faiblesinteractions intermoléculaires très importantes
Les 3 états de la matière
GAZEUX
• le gaz parfait : molécules sans interaction entre ellesP.V=R.T (1 mole)
• le gaz réel : molécules avec interaction entre elles ◊ P.(V-b)=R.T (1 mole) ◊ (P+a/V2).(V-b)=R.T (1 mole)
LIQUIDEdistances intermoléculaires faiblesinteractions intermoléculaires importantes
SOLIDEdistances intermoléculaires faiblesinteractions intermoléculaires très importantes
Les solidesSolide amorphe
Les atomes, les molécules qui constituent le solide amorphe sont répartis de façon aléatoire dans l'espace.Obtenus en refroidissant brutalement un liquide
Solide cristallisé
Un solide cristallisé est constitué d'un arrangement triplement périodique d'entités (atomes, ions, molécules) selon les trois directions de l'espace.
Obtenus en refroidissant lentement un liquide
Le solide cristallin parfait n'est qu'un modèle !Il n'existe pas dans la réalité …
Les solidesSolide amorphe
Les atomes, les molécules qui constituent le solide amorphe sont répartis de façon aléatoire dans l'espace.Obtenus en refroidissant brutalement un liquide
Solide cristallisé
Un solide cristallisé est constitué d'un arrangement triplement périodique d'entités (atomes, ions, molécules) selon les trois directions de l'espace.
Obtenus en refroidissant lentement un liquide
Le solide cristallin parfait n'est qu'un modèle !Il n'existe pas dans la réalité …
Les solidesSolide amorphe
Les atomes, les molécules qui constituent le solide amorphe sont répartis de façon aléatoire dans l'espace.Obtenus en refroidissant brutalement un liquide
Solide cristallisé
Un solide cristallisé est constitué d'un arrangement triplement périodique d'entités (atomes, ions, molécules) selon les trois directions de l'espace.
Obtenus en refroidissant lentement un liquide
Le solide cristallin parfait n'est qu'un modèle !Il n'existe pas dans la réalité …
Les solidesSolide amorphe
Les atomes, les molécules qui constituent le solide amorphe sont répartis de façon aléatoire dans l'espace.Obtenus en refroidissant brutalement un liquide
Solide cristallisé
Un solide cristallisé est constitué d'un arrangement triplement périodique d'entités (atomes, ions, molécules) selon les trois directions de l'espace.
Obtenus en refroidissant lentement un liquide
Le solide cristallin parfait n'est qu'un modèle !Il n'existe pas dans la réalité …
Les solidesSolide amorphe
Les atomes, les molécules qui constituent le solide amorphe sont répartis de façon aléatoire dans l'espace.Obtenus en refroidissant brutalement un liquide
Solide cristallisé
Un solide cristallisé est constitué d'un arrangement triplement périodique d'entités (atomes, ions, molécules) selon les trois directions de l'espace.
Obtenus en refroidissant lentement un liquide
Le solide cristallin parfait n'est qu'un modèle !Il n'existe pas dans la réalité …
Un cristal
Empilement régulier de
fruits = cristal parfait
Fruit “emprunté”
= lacune
ordre
complet à
grande
distance
désordre
local
désordre
croissant
jusqu’à
l’état
amorphe
fruits épars =
état amorphe
Les imperfections dans les solides
défauts locaux
cassures à grande échelle
augmentation graduelle de défauts
Le nœud - le réseau
Considérons un point O origine fixée quelconque de l'espace.Par définition, on appelle nœud tout point de l'espace ayant le même environnement qu'en O.
L'ensemble des nœuds constitue le réseau.Le réseau est donc l'arrangement tridimensionnel des nœuds.
Le nœud - le réseau
Considérons un point O origine fixée quelconque de l'espace.Par définition, on appelle nœud tout point de l'espace ayant le même environnement qu'en O.
L'ensemble des nœuds constitue le réseau.Le réseau est donc l'arrangement tridimensionnel des nœuds.
Le nœud - le réseau
Considérons un point O origine fixée quelconque de l'espace.Par définition, on appelle nœud tout point de l'espace ayant le même environnement qu'en O.
L'ensemble des nœuds constitue le réseau.Le réseau est donc l'arrangement tridimensionnel des nœuds.
La maille
Triple périodicité spatiale du cristalEn un nœud (N) du réseau l'environnement est identique
il existe 3 vecteurs de base non colinéaires tels que tout vecteur est décomposable selon :
( a , b , c )
O N
O N = m a + n b + p c ( m , n , p e n t i e r s r e l a t i f s )
La maille
Triple périodicité spatiale du cristalEn un nœud (N) du réseau l'environnement est identique
il existe 3 vecteurs de base non colinéaires tels que tout vecteur est décomposable selon :
( a , b , c )
O N
O N = m a + n b + p c ( m , n , p e n t i e r s r e l a t i f s )
La maille
Triple périodicité spatiale du cristalEn un nœud (N) du réseau l'environnement est identique
il existe 3 vecteurs de base non colinéaires tels que tout vecteur est décomposable selon :
( a , b , c )
O N
O N = m a + n b + p c ( m , n , p e n t i e r s r e l a t i f s )
La maille
O N = m a + n b + p c ( m , n , p e n t i e r s r e l a t i f s )
α = ( b , c ) ; β = ( a , c ) ; γ = ( a , b )
La maille est le parallélépipède engendré par les trois vecteurs ( a , b , c )
La maille est décrite par 6 nombres :
O A = a = | | a | | ; O B = b = | | b | | ; O C = c = | | c | |
On trouve 14 réseaux,dits réseaux de Bravais
La maille
O N = m a + n b + p c ( m , n , p e n t i e r s r e l a t i f s )
α = ( b , c ) ; β = ( a , c ) ; γ = ( a , b )
La maille est le parallélépipède engendré par les trois vecteurs ( a , b , c )
La maille est décrite par 6 nombres :
O A = a = | | a | | ; O B = b = | | b | | ; O C = c = | | c | |
On trouve 14 réseaux,dits réseaux de Bravais
La maille
O N = m a + n b + p c ( m , n , p e n t i e r s r e l a t i f s )
α = ( b , c ) ; β = ( a , c ) ; γ = ( a , b )
La maille est le parallélépipède engendré par les trois vecteurs ( a , b , c )
La maille est décrite par 6 nombres :
O A = a = | | a | | ; O B = b = | | b | | ; O C = c = | | c | |
On trouve 14 réseaux,dits réseaux de Bravais
réseau primitif
Mode P
intérieurement
centré
Mode I
toutes faces
centrées
Mode F
deux faces
centrées
Mode C
Système
a = b = c
Cubique
α = β = γ = Π
2
α = β ≠ c
Hexαγonαl
α = β = Π
2
γ =
2 Π
3
α = β ≠ c
Quαdrαtique
α = β = γ =
Π
2
α = β = c
Rhomβoèdrique
α = β = γ ≠
α ≠ β ≠ c
Orthorhomβique
α = β = γ =
Π
2
α ≠ β ≠ c
Monoclinique
α = β = Π
2
et γ ≠
Π
2
α = γ = Π
2
et β ≠
Π
2
ou
Tri clinique
Π
2
α ≠ β ≠ c α ≠ β ≠ γ
La maille cubique simple : nombre de nœuds
La maille cubique simple : nombre de nœuds
€
8.18
=1 nœud
€
18
La maille cubique centrée : nombre de nœuds
La maille cubique centrée : nombre de nœuds
€
8.18
+1= 2 nœuds
€
18
€
1
La maille cubique à faces centrées : nombre de nœuds
La maille cubique à faces centrées : nombre de nœuds
€
8.18
+ 6.12
= 4 nœuds
€
18
€
12
La maille hexagonale
Le tiers de maille hexagonale : nombre de nœuds
Le tiers de maille hexagonale : nombre de nœuds
€
4.16
+ 4. 112
=1 nœud
€
16
€
112
Reseau : maille descriptive non unique
Reseau : maille descriptive non unique
Ce n’est pas une maille !
La liaison chimique dans les cristaux
Température de fusion (1 bar) : Diamant : Tfus = 3550 °CGlace : Tfus = 0 °CKr : Tfus = - 157 °C
Dureté : Diamant : très dur (raye quasiment tout autre solide)Graphite : friable (mines de crayon …)
Conductivité du cuivreConductivité du diamant ≈ 1020Conductivité électrique :
Dissolution dans les solvants : NaCl : très soluble dans H2OGraphite : pas soluble dans H2O
Les liaisons chimiques sont de naturestrès différentes dans les cristaux
Une classification des cristauxCristaux métalliques :
Cristaux covalents :
Cristaux ioniques :
Cristaux moléculaires :
Ce sont de très bons conducteurs électriquesIls ont un "éclat métallique"
Les atomes sont liés entre eux par liaisons covalentes(cristaux ≈ macromolécules très organisées)
Ils sont peu conducteurs (les électrons sont localisés entre les atomes)Les liaisons sont fortes ⇒ cristαux durs en γéné rαl
Ils sont dissous dans l'eauLes liaisons sont fortes ⇒ cristαux durs en γéné rαlIls sont conducteurs à l'étαt fonduPréexistence d'ions dans le cristal
Ils sont extrèmement fragiles (Tfus faibles)Liaisons faibles entre les entités constituant le cristal
Nécessité d'autoriser des électrons à circuler facilementsur l'ensemble de la structure
Une classification des cristauxCristaux métalliques :
Cristaux covalents :
Cristaux ioniques :
Cristaux moléculaires :
Ce sont de très bons conducteurs électriquesIls ont un "éclat métallique"
Les atomes sont liés entre eux par liaisons covalentes(cristaux ≈ macromolécules très organisées)
Ils sont peu conducteurs (les électrons sont localisés entre les atomes)Les liaisons sont fortes ⇒ cristαux durs en γéné rαl
Ils sont dissous dans l'eauLes liaisons sont fortes ⇒ cristαux durs en γéné rαlIls sont conducteurs à l'étαt fonduPréexistence d'ions dans le cristal
Ils sont extrèmement fragiles (Tfus faibles)Liaisons faibles entre les entités constituant le cristal
Nécessité d'autoriser des électrons à circuler facilementsur l'ensemble de la structure
Une classification des cristauxCristaux métalliques :
Cristaux covalents :
Cristaux ioniques :
Cristaux moléculaires :
Ce sont de très bons conducteurs électriquesIls ont un "éclat métallique"
Les atomes sont liés entre eux par liaisons covalentes(cristaux ≈ macromolécules très organisées)
Ils sont peu conducteurs (les électrons sont localisés entre les atomes)Les liaisons sont fortes ⇒ cristαux durs en γéné rαl
Ils sont dissous dans l'eauLes liaisons sont fortes ⇒ cristαux durs en γéné rαlIls sont conducteurs à l'étαt fonduPréexistence d'ions dans le cristal
Ils sont extrèmement fragiles (Tfus faibles)Liaisons faibles entre les entités constituant le cristal
Nécessité d'autoriser des électrons à circuler facilementsur l'ensemble de la structure
Une classification des cristauxCristaux métalliques :
Cristaux covalents :
Cristaux ioniques :
Cristaux moléculaires :
Ce sont de très bons conducteurs électriquesIls ont un "éclat métallique"
Les atomes sont liés entre eux par liaisons covalentes(cristaux ≈ macromolécules très organisées)
Ils sont peu conducteurs (les électrons sont localisés entre les atomes)Les liaisons sont fortes ⇒ cristαux durs en γéné rαl
Ils sont dissous dans l'eauLes liaisons sont fortes ⇒ cristαux durs en γéné rαlIls sont conducteurs à l'étαt fonduPréexistence d'ions dans le cristal
Ils sont extrèmement fragiles (Tfus faibles)Liaisons faibles entre les entités constituant le cristal
Nécessité d'autoriser des électrons à circuler facilementsur l'ensemble de la structure
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