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Cours Cristallographie Géométrique et Cristallochimie I PDF

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Table des matières

    Présentation du Cours Cristallographie et Cristallochimie

    Cours Cristallographie Géométrique et Cristallochimie I PDF
    Cristallographie Géométrique et Cristallochimie I

    Les cristaux sont la forme ordonnée et solide des constituants de la matière, qu’elle soit minérale, organique ou biologique. Leurs propriétés sont liées non seulement à leur composition mais aussi à l’arrangement dans l’espace de leurs constituants, atomes ou molécules. Ils se forment naturellement par refroidissement lent à partir de l’état fondu ou par évaporation d’une solution saturée, c’està-dire très concentrée en ses constituants.

    Le chimiste les synthétise le plus souvent à partir de leurs constituants de base, en général sous forme de microcristaux (céramiques).

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    La cristallographie est la science qui étudie la forme, la croissance et l’organisation des cristaux à l’échelle atomique, pour comprendre leurs structures. La cristallochimie consiste à déterminer les propriétés des matériaux à partir de leurs arrangements cristallins et à en concevoir de nouvelles applications.

    Le cristal est un solide ordonné dans lequel des atomes ou des groupes d’atomes, appelés unités structurales ou motifs, se répètent à intervalles réguliers. La cellule élémentaire ou maille cristalline est la plus petite unité représentative de l’ensemble du cristal. Elle est reproduite de façon périodique dans les 3 directions de l’espace.

    Les mailles ont la forme de parallélépipèdes tous identiques, contenant le même nombre d’atomes disposés de la même façon. Leurs dimensions sont en général très petites : quelques dizaines de nanomètres (1 nm = 10-9 m), donc de l’ordre des distances interatomiques. Dans certains cas, le motif qui se répète périodiquement peut contenir un grand nombre d’atomes ou de molécules, jusqu’à 100 dans les cristaux minéraux, et jusqu’à 10 000 dans les cristaux biologiques comme les protéines. Les dimensions des mailles sont alors bien supérieures.

    Effet des éléments de symétrie : plan de symétrie, centre, axes de rotation
    Effet des éléments de symétrie : plan de symétrie, centre, axes de rotation

    Dans ces édifices, l’organisation des atomes ménage des sites vides (ou vacants). Ces derniers peuvent éventuellement accueillir des atomes étrangers, ce qui permet de créer et de moduler les propriétés du composé.

    Les structures atomiques présentent des éléments de symétrie qui engendrent le cristal à partir du contenu du motif de base. Ce sont des symétries par rapport à un point (centre d’inversion, noté C), par rapport à un plan (miroir, noté M) ou par rapport à un axe (rotation, noté A).

    Plan du Cours

    I- Cristallographie géométrique

    • Notions de mailles
    • Rangées, plans, Indices de Miller
    • Réseaux de Bravais
    • Réseau réciproque
    • symétries d’orientation et de position
    • les 32 classes cristallines et les groupes espaces
    • Introduction à la diffraction X (loi de Bragg).

    II- Cristallochimie I

    • Empilements
    • Empilements compacts (cubique faces centrées, hexagonal compact)
    • Empilements semi-compacts
    • Structures ioniques
    • Structures ioniques de type MX(CsCl, NaCl,.)
    • Structures de type MX2 : fluorine CaF2 et antifluorine, rutile TiO2….
    • structure en couche : type CdCl2, CdI2.

    Travaux pratiques:

    • Structure des cristaux covalents
    • La symétrie cristalline (quatorze réseaux de Bravais)
    • Modèles métalliques
    • Modèles ioniques

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    Chapitre I L’ETAT SOLIDE CRISTALLIN

    Chapitre II Les cristaux métalliques

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    Chapitre III LES CRISTAUX IONIQUES

    Chapitre IV CRISTAUX COVALENTS CRISTAUX MOLECULAIRES

    Chapitre V LA SYMETRIE DANS LES CRISTAUX.1

    Chapitre V LA SYMETRIE DANS LES CRISTAUX.2

    COURS DE CRISTALLOGRAPHIE

    COURS ET EXERCICES DE CRISTALLOGRAPHIE

    Fiche cristallographie intro

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    Exercices & Examens de Cristallographie et Cristallochimie

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