généralités sur les cristaux
DESCRIPTION
Généralités sur les cristaux. Les 3 états de la matière. GAZEUX. • le gaz parfait :molécules sans interaction entre elles P.V=R.T (1 mole) • le gaz réel :molécules avec interaction entre elles ◊ P.(V-b)=R.T (1 mole) ◊ (P+a/V 2 ).(V-b)=R.T (1 mole). LIQUIDE. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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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
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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
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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
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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
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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 …
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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 …
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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 …
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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 …
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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 …
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Un cristal
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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
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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.
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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.
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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.
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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 )
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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 )
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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 )
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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
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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
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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
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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
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La maille cubique simple : nombre de nœuds
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La maille cubique simple : nombre de nœuds
€
8.18
=1 nœud
€
18
![Page 27: Généralités sur les cristaux](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062301/56815d8c550346895dcb9954/html5/thumbnails/27.jpg)
La maille cubique centrée : nombre de nœuds
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La maille cubique centrée : nombre de nœuds
€
8.18
+1= 2 nœuds
€
18
€
1
![Page 29: Généralités sur les cristaux](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062301/56815d8c550346895dcb9954/html5/thumbnails/29.jpg)
La maille cubique à faces centrées : nombre de nœuds
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La maille cubique à faces centrées : nombre de nœuds
€
8.18
+ 6.12
= 4 nœuds
€
18
€
12
![Page 31: Généralités sur les cristaux](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062301/56815d8c550346895dcb9954/html5/thumbnails/31.jpg)
La maille hexagonale
![Page 32: Généralités sur les cristaux](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062301/56815d8c550346895dcb9954/html5/thumbnails/32.jpg)
Le tiers de maille hexagonale : nombre de nœuds
![Page 33: Généralités sur les cristaux](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062301/56815d8c550346895dcb9954/html5/thumbnails/33.jpg)
Le tiers de maille hexagonale : nombre de nœuds
€
4.16
+ 4. 112
=1 nœud
€
16
€
112
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Reseau : maille descriptive non unique
![Page 35: Généralités sur les cristaux](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062301/56815d8c550346895dcb9954/html5/thumbnails/35.jpg)
Reseau : maille descriptive non unique
Ce n’est pas une maille !
![Page 36: Généralités sur les cristaux](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062301/56815d8c550346895dcb9954/html5/thumbnails/36.jpg)
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
![Page 37: Généralités sur les cristaux](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062301/56815d8c550346895dcb9954/html5/thumbnails/37.jpg)
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
![Page 38: Généralités sur les cristaux](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062301/56815d8c550346895dcb9954/html5/thumbnails/38.jpg)
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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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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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