chapitre 2: des édifices ordonnés ; les cristaux (svt)

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leur taille, leur forme et leur arrangement, à l'échelle de l'échantillon (roche) ou microscopique (lame mince). Elle permet de discuter notamment des conditions de formation de la roche. Type cristallin: structuration d'une maille qui dépend de sa géométrie, de la nature et de la position des entités. Type cubique à faces centrées : les atomes occupent les quatre sommets de la maille et le centre des faces. Type cubique simple : les atomes occupent les quatre sommets de la maille I Les cristaux : des solides organisés L'étude de la matière montre qu'elle existe sous 3 états différents : l'état solide, liquide ou gazeux. Il en résulte qu'un solide a une forme propre contrairement à un liquide ou un gaz (états non ordonnés de la matière, entités chimiques réparties au hasard). Lors de la solidification, les atomes, les ions ou les molécules se rangent selon un empilement régulier, très ordonné et répété dans les trois directions de l'espace. Ils forment alors un solide cristallin. Structure d'un cristal Cristal Empilement ordonné d'entités Si l'on étudie le cristal de NaCl, nous constatons qu'il a forme cubique à l'échelle macroscopique et microscopique (doc 1 p 34); de plus, nous constatons un empilement régulier d'ions Na+ et Cl- de façon ordonnée et régulière : les ions Cl- sont disposés aux sommets de la maille cubique et les ions Na+ au centre des arêtes et au centre de la maille. Ainsi, la structure cristalline est définie par un volume structuré, fini que l'on nomme la maille élémentaire caractérisée par l'arrangement d'entités chimiques dont la répétition permet d'obtenir la totalité d'un cristal au niveau atomique. (doc2 p 35). La fraction d'un cristal parfait de NaCl montre que le cristal c'est x fois le motif de la maille élémentaire dans les 3 dimensions de l'espace. Les solides cristallins peuvent être classés dans 7 systèmes cristallins seulement. On associe à chaque système une maille élémentaire ; en classe de lière, seule la maille cubique est étudiée dont on distingue la maille cubique simple, exemple : le cristal de fer, la maille cubique centrée, exemple, le cristal d'argent et la maille cubique à face centrée, exemple : le cuivre natif, le diamant.( docs p 2 et 3 p 36/37. Les 7 systèmes cristallins cubique quadratique orthorhombique monoclinique 별명으로 a-b-c a-b-c a/b/c a b c a=B=y=90° a=B=y=90° a=8=y=90° B=Y= 90° a face hexagonal triclinique a-b-c a/b/c face rhomboédrique a=b=c a-B-Y+90° a-B-90° a+B+y+90° Y-120° Maille Les 3 possibilités pour la maille cubique Les cristaux: des édifices ordonnés Maille cubique Maille cubique simple Live ) Maille cubique centrée Faites de la page pay afficher plus de Maille cubique faces centrées Flor II Roches, minéraux et structures cristallines 1) Définition d'une roche : une roche est formée de l'association de cristaux d'un seul minéral ou plusieurs minéraux. Un minéral se caractérise par sa composition chimique et sa structure cristalline. Un composé de formule chimique donnée peut cristalliser sous différents types de structures selon les conditions de cristallisation (pression et température). 2 cm Roche Granite Les cristaux: des édifices ordonnés Minéral SiO, (quartz) Quartz 1 cm Structure Cristal Verre SiO₂, m Structure amorphe cristalline Maille (SiO₂)+ 2)Définition d'un minéral : un minéral est un composé de formule chimique donnée, précise, caractérisé par son organisation : sa structure cristalline, c'est à dire la disposition des entités chimiques dans un volume géométrique qui le compose, définie par la maille élémentaire qui le singularise. Atomes chargés (ions) Les minéraux s'organisent le plus souvent dans l'espace sous formes de cristaux (ou pas) selon différentes structures cristallines possibles qui dépendent des conditions de cristallisation (pression et température). 280 pm Oxygène (anion) Silicium (cation) Cette espèce minérale: SiO2 peut donner du quartz ou du verre en fonction des conditions de pression et température différentes. 2.1) La structure cristalline exemple : le quartz de formule : SiO2 où les entités chimiques sont très organisées avec formes géométriques régulières au niveau atomique de forme hexagonale.( doc 5 p39). Dans ce cas précis, le minéral SiO2 a cristallisé dans le système cristallin hexagonal: le quartz à haute température va former des cristaux hexagonaux, le système sera hexagonal, cependant en refroidissant, les molécules vont se réagencer selon le système rhomboédrique du quartz alpha tout en gardant la forme hexagonal du cristal. 2.2) La structure amorphe (sans organisation géométrique, spatiale) exemple : le verre de formule : SiO2, où les entités chimiques ne sont pas du tout organisées mais réparties de façon aléatoire. Aucune cristallisation possible du fait du refroidissement rapide avec des propriétés physiques, chimiques, optiques... différentes de celles du quartz.