Partie I : Cours et illustrations de cours
I Observation de cristaux
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1° Ci-dessous, un cristal de synthèse :
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La plus grosse pyramide de KDP (dihydrogénophosphate de potassium) 318 kg.
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2° Des cristaux naturel de quartz dans les Pyrénées :
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Gisement de quartz :
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3° Observations au microscope
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Ci-dessous : Des cristaux de chlorure de sodium (sel de table)
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Ci-dessous : Des cristaux de nitrate d’ammonium biréfringent
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II La maille d’un cristal
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1° Division du cristal en motifs élémentaires.
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On peut alors rechercher alors la plus petite partie du cristal qui constituera un motif cristallin élémentaire. Ce motif, répété par translation, permettrait de générer entièrement le cristal.
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Ce motif est inscrit dans une forme géométrique qu’on appellera « une maille ».
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2° Définition de la maille:
Énoncé : « Une maille est une forme géométrique qui contient un motif élémentaire constitué d’atomes ou d’ions (ou de molécules). »
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3° Exemple de mailles cubiques
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3°1 : Exemple de maille ci-dessous : La maille cubique centrée
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Dans cette maille, il y a 8 atomes aux 8 sommets, comptant chacun pour 1/8, et 1 atome au centre, soit un total : (8 × 1/8) + 1 = 2 atomes par maille
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3.2° Exemple de la maille du chlorure de sodium
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La maille ci-dessous est dite cubique. Les ions sodium sont en jaune et les ions chlorure sont en vert :
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3.2° a) : Décompte des ions sodium :
Dans cette maille, il y a 8 ions Cl- aux 8 sommets, comptant chacun pour 1/8, et 1 ion Cl- au centre des 6 faces, comptant chacun pour 1/2, soit un total : (8 × 1/8) + (6 × 1/2) = 1 + 3 = 4 atomes par maille.
3.2° b) : Décompte des ions sodium :
Dans cette maille, il y a 12 ions Na+ aux milieu des 12 arêtes du cube, comptant chacun pour 1/4, et 1 ion Na+ au centre du cube, comptant chacun pour 1/2, soit un total : (12 × 1/4) + 1 = 3 + 1 = 4 atomes par maille
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4° Règle pour dessiner une maille en perspective cavalière :
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II Étude de cristaux au niveau microscopique
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1° Des empilements différents
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Le polonium et le cuivre ont tous les 2 une maille à géométrie cubique mais les empilements y sont différents.
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Le polonium cristallise dans une maille cubique simple = 1 atome à chaque coin du cube
Le cuivre cristallise dans une maille cubique à faces centrées = 1 atome à chaque coin du cube + 1 atome au centre de chaque face.
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2° Nombre d’atomes par maille
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2.a) Pour le polonium :
- La maille de polonium contient 1 atome par sommet.
- Ce sommet est partagé entre 8 mailles soit un total de 1/8ieme d’atome par maille.
- Il y a 8 sommets dans un cube : 8 × 1/8 = 1 atome complet par maille.
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2.b) Pour le cuivre :
- La maille de cuivre contient 1 atome par sommet.
- Ce sommet étant partagé entre 8 mailles soit un total de 1/8ieme d’atome par maille.
- Il y a 8 sommets dans un cube : 8 × 1/8 = 1 atome complet par maille.
- De plus elle contient 1 atome par face.
- Cette face étant partagée entre 2 mailles soit un total de 1/2 d’atome par maille.
- Il y a 6 faces dans un cube : 6 × 1/2 = 3 atomes complet par maille.
- Ce qui fait un total de 1 + 3 = 4 atomes complet par maille.
3° Calcul de la compacité
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III Une propriété de la matière : La masse volumique
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1° Mesures expérimentales et calcul
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On mesure la masse d’un cristal et son volume et on calcule la masse volumique grâce à la formule suivante :
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2° Calcul à partir des données de la maille :
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- Maintenant qu’on connait le nombre d’atome par maille. Il suffit de connaitre la masse correspondant à ces atomes.
- On connait le volume de la maille.
- On peut donc calculer la masse volumique du cristal et comparer avec la mesure
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Bilan
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Cliquez sur le lien suivant pour accéder à la « Fiche de cours » qui sera complétée en classe.
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Exercices possibles
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Exercice d’application directe : n°8 – p 49
Remarque : Cet exercice est déjà corrigé dans votre livre. Sa rédaction sera revue en classe et un détail des points du barème vous sera communiqué.
Faire les exercices d’approfondissement : n° 9 et 11 – p 50
Ces exercices seront corrigés en classe et leur corrigés vous seront ensuite accessibles dans la partie « Corrigés » ci-dessous.
Faire le sujet de type BAC (cliquer sur le titre souligné suivant pour accéder au sujet) : La fleur de sel
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Corrigés
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Des éléments de correction supplémentaires pourront éventuellement apparaitre ci-dessous lorsque le chapitre aura été complété.
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En cas d’absence, ou autre nécessité, faites une demande sur la messagerie d’ECOLE DIRECTE pour obtenir le corrigé anticipé du cours. Un code d’accès vous sera fourni. Vous pourrez l’utiliser ci-dessous pour accéder au corrigé dans la partie ci-dessous, protégée par mot de passe.
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