La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

IV - Solides moléculaires Identité des molécules conservée Niveaux internes peu perturbés sauf : - Liaison hydrogène - Certains phénomènes collectifs Assemblage.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "IV - Solides moléculaires Identité des molécules conservée Niveaux internes peu perturbés sauf : - Liaison hydrogène - Certains phénomènes collectifs Assemblage."— Transcription de la présentation:

1 IV - Solides moléculaires Identité des molécules conservée Niveaux internes peu perturbés sauf : - Liaison hydrogène - Certains phénomènes collectifs Assemblage de molécules reliées par des forces de VdW ou liaison OH

2

3 3 2 Cristal de CO 2 : courbes de dispersion et densités détats vibrationnels Groupe cubique Pa3

4

5 Couplages avec un photon : Conservation de la q.d.m : Harmoniques ou combinaison : Harmoniques et combinaisons reflètent la densité détats

6 Splitting des modes fondamentaux : effets statiques et dynamiques

7 Modes fondamentaux du cristal de SO 2 Splitting LO-TO

8 Harmoniques dans le cristal de SO 2

9 Cristal de CO 2 TP P+P+P BP+P ?

10 Cristal azote moléculaire

11 Activité infrarouge non prédite…

12 Pétrographie/Minéralogie : µRaman bien adapté à la pétrographie (mesures sur lames/sections) Résolution spatiale ~ Sonde Electronique Identification aisée de minéraux ou inclusions minérales IR mieux adapté aux phases peu réfractaires (argiles…) Détection/quantification de leau Interprétation souvent difficile en réflectance… V - Applications diverses à la caractérisation de géomatériaux

13 Minéraux courants identifiables : Silicates Carbonates Sulfates Sulfures Phosphates Oxydes/Hydroxydes Tectosilicates Inosilicates Nesosilicates Phyllosilicates Groupe Si, Feldspaths, … Amphiboles, pyroxènes, … Olivines, Grenats, … Micas, Chlorites, serpentine, …

14 Olivines / Pyroxènes :

15 Enstatite : Orthorombique Diopside : Monoclinique Identification

16 Mesures IR sur carbonates : souvent anisotropes effets des impuretés - monocristaux orientés + purs (synthétique) Solides ionocovalents : - vibrations des anions - modes externes avec cations 4 unités formulaires : 4 anions CO cations Ca Vib/Lib + 3 T Cas de laragonite :

17 Deux approches : 1) décomptage des modes de la maille 2) méthode du site

18 Aragonite : orthorombique Calcite/Dolomite : rhomboédrique Distinction :Aragonite vs Calcite vs Dolomite

19 Distinction :Calcite/Sidérite Mesures Raman sur carbonates : Review récente : P. Gillet (2002), Handbook of Vibrational Spectroscopy Données Raman : ENS Lyon

20 Inclusions minérales : µ-Raman : - permet didentifier des inclusions non affleurantes - réclame une matrice transparente - rôle crucial de la confocalité (résolution spatiale axiale) MISE AU POINT CP CS

21 Analyse petits grains : Aérosols : Grains présolaires : CSi Cubique Non cubique : levée de dégénérescence

22 Poussières interplanétaires : Classification grossière : Olivine Pyroxène Phyllosilicates (smectite)

23 Spectroscopie IR. III Leau : environnement structural / quantification Liaison Hydrogène

24 Argiles : -minéraux hydroxylés (ou hydratés) - fragiles : IR bien adapté

25

26 Pyrophillite Kaolinite

27

28 Mg 6 Si 4 O 10 (OH) 8 Serpentines

29 Smectites Montmorillonite : Al 2 Si 4 O 10 (OH) 2 xH 2 O

30 Talc/Pyrophillite T : Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 P : Al 2 Si 4 O 10 (OH) 2

31

32 Caractérisation de la composition et de la distribution cationique dans des micas Besson et al. Clay Minerals (1987) 22, Slonimskaya et al. Clay Minerals (1986), Complémentaire des techniques classique, facilité de mise en œuvre Accès exclusif aux cations octahédriques coordonés à OH Applicable quelque soit le cation (pas le cas de la RMN, ex. Fe)

33 Paramètres fixes : profil Lorentzien (contestable : CO/Ar) Paramètres libres : Position FWHM intensité Quantification : absorption intégrée (surface) Coefficient dabsorption identique pour toutes les bandes

34

35 W : absorbance intégrée de la composante Lorentzienne C Al +C Fe3 +C Fe2 +C Mg =2

36 Quantifie la répartition entre couches T et O Mesures sur standards

37 Distribution dans le minéralDistribution aléatoire Probabilité conditionnelle : P ik (probabilité davoir cation i à côté cation k) Probabilité pour cas unidimensionnel selon axe b

38 Facteur de désordre : A =Mg 2+ B=Fe 2+ C=Fe 3+ D=Al 3+

39 Eau dans le manteau supérieur : Phases porteuses :- minéraux hydratés (phyllosilicates, amphiboles, …) - minéraux normalement anhydres : olivines, pyroxènes…

40 Mesures sur monocristaux / lumière polarisée : Orientation des OH selon le réseau cristallin

41 Daprès N. Bournhonnet, stage DEA / dir. J. Ingrain - LM Toulouse Mesure ligne SA5 - LURE (Orsay)

42 Quantification de leau : I0I0 I avec coefficient dabsorption molaire, e épaisseur, c concentration et A absorbance. Pour un nombre donde donné ! avec coefficient dabsorption molaire intégré

43 Détermination de I par analyses croisées sur standards : - soustraction du fond continu par déshydratation de léchantillon - prise en compte de lanisotropie - mesure de lhydrogène par manométrie Exemples de résultats : C enstatite = 174 +/- 32 ppm H 2 O (poids) - (ER=20 %) C diopside = 388 +/- 41 ppm H 2 O (poids) - (ER = 10 %) Approximations/critiques : - négligement de la géométrie du faisceau… - pas deffet de la concentration sur aI… - pas deffet des impuretés, défauts, …

44 - rôle fondamental des fluides dans lévolution diagénétique, … - résidus reliques : inclusions fluides Analyse de la composition de ces inclusions + / et Etude de leurs propriétés thermodynamiques… H : Halite Aq : solution aqueuse V : vapeur CO 2 +N 2 L : liquide (CO 2 ou N 2 ) S : CO 2 solide G : glace Inclusions Fluides : Guilhaumou N., in Travaux du Laboratoire de Géologie - ENS Paris

45 Spectroscopies vibrationnelles : Analyse non destructive bien adaptée aux petites inclusions (20 µm) Identification/ Analyse semi-quantitative / Diagramme de phase µ- IR : limitation de la gamme spectrale µ-Raman : pb fluorescence 1) Identification : Molécules simples en phase fluide et solide : H 2 O, CO 2, CO, CH 4, N 2, O 2, H 2, C 2 H 6, … Sels : halite, … Modes de vibration peu nombreux et univoques Inclusions hydrocarbures liquides dans Quartz :

46

47 2) Semi-quantification : Lintensité dune raie Raman est proportionnelle au nombre de photons diffusés dans langle solide de collecte. Pour un angle élémentaire on a : étant appelée la Section Efficace Raman Différentielle (RDSC) On a donc pour lintensité de la raie dans le spectre : Pas de mesure absolue Semi-quantification : rapports dabondance

48 Problèmes de géométrie : + RDSC intégrée dépend de la géométrie + fonction de transfert fonction de j pol, … Phases fluides hautes pressions : + littérature > gaz à faible pression + effets spectraux fort pour les hautes pressions et matière condensée Pb très complexe : physique de la matière condensée. Fréquemment utilisé : terme correctif de la RDSC (Schrötter et Klöckner 1979) Approche faillible >> adjonction dautres termes… c.f. ReviewMc Millan et al. 1998


Télécharger ppt "IV - Solides moléculaires Identité des molécules conservée Niveaux internes peu perturbés sauf : - Liaison hydrogène - Certains phénomènes collectifs Assemblage."

Présentations similaires


Annonces Google