Chapitre 2
Fiche de révision
Des édifices ordonnés : les cristaux
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Plan
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1 Solides et structures cristallines
A Des solides cristallins ou amorphes
- Un solide est un système qui possède une forme propre.
- Les solides cristallins sont constitués d'une répétition quasi parfaite de l'arrangement des atomes dans les trois directions de l'espace.
- Les solides amorphes correspondent à un état liquide figé, pour lesquels il n'y a pas d'ordre au-delà d'une échelle moléculaire.
B Description des structures cristallines : deux exemples
- Seules la structure dite cubique (C) et la structure cubique à faces centrées (CFC) sont étudiées.
- Leur maille élémentaire est :
- pour C : un cube dont les huit sommets sont occupés par un atome ;
- pour CFC : un cube dont les huit sommets et les centres des six faces sont occupés par un atome.
- Le paramètre de la maille, noté a, est la longueur de l'arête du cube.
- La compacité de la structure, notée c, est le volume occupé en propre par les atomes dans la maille sur le volume total de la maille.
- Il est possible d'en déduire la masse volumique \rho d'une espèce chimique, en connaissant la structure cristalline qui la caractérise et le paramètre de sa maille :
\rho = \dfrac{\text{masse de la maille}}{\text{volume de la maille}} = \dfrac{\text{masse d'un atome} \times \text{nombre d'atomes}}{(\text{paramètre de maille})^3}
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2 Des roches aux êtres vivants : les cristaux sont partout !
- Les minéraux, caractérisés par une formule chimique, s'organisent dans l'espace sous forme de cristaux.
- Leur architecture correspond à l'un des sept systèmes cristallins employés pour décrire leur géométrie.
- Ces cristaux sont la plus petite structure organisée qui compose la plupart des roches.
- Leur architecture correspond à l'un des sept systèmes cristallins employés pour décrire leur géométrie.
- Une roche peut être composée de l'association d'un ou plusieurs minéraux.
- Les cristaux font, dans de nombreux cas, également partie intégrante de la structure des êtres vivants.
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3 Les conditions de formation des cristaux
- L'agencement des atomes dépend des conditions de pression et de température.
Un même composé de formule chimique unique pourra cristalliser dans différents systèmes cristallins. - La vitesse de refroidissement influence la
formation des cristaux des roches magmatiques.
Leur refroidissement rapide conduit à une cristallisation partielle, à l'origine de la formation d'un verre, solide amorphe ne présentant pas d'organisation cristalline.