1 L’organisation à l’échelle microscopique (atomique) La composition chimique Structure de l’olivine Donc : deux aspects caractérisent un minéral et déterminent ses propriétés

2 La croûte continentale (éléments majeurs) Éléments % en poids Oxygène (O)46,6 Silicium (Si)27,7 Aluminium (Al)8,1 Fer (Fe)5,0 Calcium (Ca)3,6 Sodium (Na)2,8 Potassium (K)2,6 Magnesium (Mg)2,1 % en volume 94%!!!! La croûte (et aussi le manteau) est principalement constituée de silicates LIAISONS CHIMIQUES La composition chimique

3 Du type et de la force des liaisons chimiques dépendent un grand nombre de propriétés des solides Exemples?? répulsion équilibre Aucune interaction La liaison chimique (rappels de chimie)

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15 Solide covalent: liaisons chimiques très fortes Un solide covalent: le diamant

16 Un solide ionique: la halite NaCl

17 Liaison métallique: le fer (  ) Température de fusion: 1535°C Dureté: 7 Très bon conducteur électrique Opaque (absorption du rayonnement visible)

18 Le quartz Si02: T fusion =1660°C, dureté=7, fort conducteur thermique, isolant électrique Les silicates: solides iono-covalents

19 Silicates: polymérisation des tétraèdres (SiO) 4 - et neutralisation électrique de ces tétraèdres avec des cations (Na +, K +, Mg 2+, Fe 2+, Fe 3+ ….) Propriétés très variables Dépendent de la composition chimique et de l’association des éléments chimiques, de la polymérisation des tétraèdres: cristallochimie (2 eme partie du cours)….

20 Composition et association de ces éléments chimiques, polymérisation des tétraèdres: cristallochimie (2 eme partie du cours)…. Association atomique et organisation de la matière dans le solide: cristallographie, 1 ere partie du cours Périclase MgO (manteau inférieur) de structure cubique faces centrées

21 L’organisation à l’échelle atomique ( mètres) La composition chimique Structure de l’olivine Deux aspects caractérisent un minéral et déterminent ses propriétés

22 Polymorphisme Diamant graphite Propriétés?? Exemple: le graphite et le diamant (carbone)

23 Propriétés extraordinaires! Fullérenes et nanotubes

24 Cristal: Le solide se présente sous forme cristallisée. Dans un cristal, la disposition des atomes est organisée, ce qui lui confère une structure périodique. La cristallographie étudie l’organisation spatiale des atomes dans le cristal. Les solides ordonnés : les cristaux

25 Obsidienne État amorphe: la disposition des atomes dans le solide n’est pas organisée (ou organisée à très courte distance (de l’ordre du nm). Cassure conchoïdale Simulation numérique de la structure d’un verre (IPGP - minéralogie) Les solides mal ordonnés

26 Quartz Propriétés?? Opale Exemple: la silice SiO 2

27 Mélanges de phases solides, fluides (CO 2, H 2 0) et fondues Collecte de magma à Hawaï Les magmas

28 Cristallochimie Cristallographie MINERALOGIE GEOLOGIE En résumé: de l’échelle de l’atome à l’échelle de l’affleurement