Les cristaux métalliques.

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1 Les cristaux métalliques

2 Cristaux métalliques : propriétés et structures
Bons conducteurs électriques  existence d'électrons libres se déplaçant sur la structure  Métal : ◊ ensemble d'ions du métal, régulièrement espacés ◊ électrons qui circulent librement entre ces ions Structure / propriétés : Structure imposée par les ions (espèces les plus volumineuses) baignant dans une 'mer d'électrons'. Les ions seront supposés réglièremeunt distribués dans les trois directions de l'espace

3 Cristaux métalliques : propriétés et structures
Bons conducteurs électriques  existence d'électrons libres se déplaçant sur la structure  Métal : ◊ ensemble d'ions du métal, régulièrement espacés ◊ électrons qui circulent librement entre ces ions Structure / propriétés : Structure imposée par les ions (espèces les plus volumineuses) baignant dans une 'mer d'électrons'. Les ions seront supposés réglièremeunt distribués dans les trois directions de l'espace

4 Cristaux métalliques : propriétés et structures
Bons conducteurs électriques  existence d'électrons libres se déplaçant sur la structure  Métal : ◊ ensemble d'ions du métal, régulièrement espacés ◊ électrons qui circulent librement entre ces ions Structure / propriétés : Structure imposée par les ions (espèces les plus volumineuses) baignant dans une 'mer d'électrons'. Les ions seront supposés réglièremeunt distribués dans les trois directions de l'espace

5 Cristaux métalliques : propriétés et structures
Bons conducteurs électriques  existence d'électrons libres se déplaçant sur la structure  Métal : ◊ ensemble d'ions du métal, régulièrement espacés ◊ électrons qui circulent librement entre ces ions Structure / propriétés : Structure imposée par les ions (espèces les plus volumineuses) baignant dans une 'mer d'électrons'. Les ions seront supposés réglièremeunt distribués dans les trois directions de l'espace

6 Cristaux métalliques : propriétés et structures
La stéréochimie d'un cristal métallique résulte de l'empilement de sphères dures et indéformables Les sphères représentent les atomes métalliques. Le rayon de ces sphères (noté rM ou R) : ◊ n'est pas le rayon de l'atome libre ◊ n’est pas le rayon de l'ion libre correspondant ◊ est, par principe, le rayon métallique de l'atome Exemple : ratomique (Cu) = 135 pm > rM (Cu) = 127,8 pm

7 Cristaux métalliques : propriétés et structures
La stéréochimie d'un cristal métallique résulte de l'empilement de sphères dures et indéformables Les sphères représentent les atomes métalliques. Le rayon de ces sphères (noté rM ou R) : ◊ n'est pas le rayon de l'atome libre ◊ n’est pas le rayon de l'ion libre correspondant ◊ est, par principe, le rayon métallique de l'atome Exemple : ratomique (Cu) = 135 pm > rM (Cu) = 127,8 pm

8 Cristaux métalliques : propriétés et structures
La stéréochimie d'un cristal métallique résulte de l'empilement de sphères dures et indéformables Les sphères représentent les atomes métalliques. Le rayon de ces sphères (noté rM ou R) : ◊ n'est pas le rayon de l'atome libre ◊ n’est pas le rayon de l'ion libre correspondant ◊ est, par principe, le rayon métallique de l'atome Exemple : ratomique (Cu) = 135 pm > rM (Cu) = 127,8 pm

9 Cristaux métalliques : propriétés et structures
La stéréochimie d'un cristal métallique résulte de l'empilement de sphères dures et indéformables Les sphères représentent les atomes métalliques. Le rayon de ces sphères (noté rM ou R) : ◊ n'est pas le rayon de l'atome libre ◊ n’est pas le rayon de l'ion libre correspondant ◊ est, par principe, le rayon métallique de l'atome Exemple : ratomique (Cu) = 135 pm > rM (Cu) = 127,8 pm

10 L’empilement hexagonal compact
Couche A

11 L’empilement hexagonal compact
Couche A

12 L’empilement hexagonal compact
Couche A

13 L’empilement hexagonal compact
Couche A

14 L’empilement hexagonal compact
Couche A

15 L’empilement hexagonal compact
Couche A Couche B

16 L’empilement hexagonal compact
Couche A Couche B

17 L’empilement hexagonal compact
Couche A Couche B

18 L’empilement hexagonal compact
Couche A Couche B

19 L’empilement hexagonal compact
Couche A Couche B Couche C = Couche A

20 L’empilement hexagonal compact
Couche A Couche B Empilement AB Couche C = Couche A

21 L’empilement hexagonal compact
Structure hexagonale compacte

22 L’empilement hexagonal compact
Structure hexagonale compacte

23 Compacité pour l’empilement hexagonal compact
Volume des atomes :

24 Compacité pour l’empilement hexagonal compact
Volume des atomes :

25 Compacité pour l’empilement hexagonal compact
Volume des atomes :

26 Compacité pour l’empilement hexagonal compact
Volume des atomes :

27 1 Compacité pour l’empilement hexagonal compact Volume de la maille :
Lien entre a et c : 1

28 1 Compacité pour l’empilement hexagonal compact Volume de la maille :
Lien entre a et c : 1

29 1 Compacité pour l’empilement hexagonal compact Volume de la maille :
Lien entre a et c : 1

30 1 Compacité pour l’empilement hexagonal compact Volume de la maille :
Lien entre a et c : 1

31 1 2 Compacité pour l’empilement hexagonal compact
Volume de la maille : Lien entre a et c : 1 2

32 1 2 3 Compacité pour l’empilement hexagonal compact
Volume de la maille : Lien entre a et c : 1 2 3

33 1 2 3 Compacité pour l’empilement hexagonal compact
Volume de la maille : Lien entre a et c : 1 2 3 AGH rectangle en G  AG2 + GH2 = AH2

34 1 2 3 Compacité pour l’empilement hexagonal compact
Volume de la maille : Lien entre a et c : 1 2 3 AGH rectangle en G  AG2 + GH2 = AH2

35 1 2 3 Compacité pour l’empilement hexagonal compact
Volume de la maille : Lien entre a et c : 1 2 3 AGH rectangle en G  AG2 + GH2 = AH2

36 Compacité pour l’empilement hexagonal compact
Volume de la maille :

37 Compacité pour l’empilement hexagonal compact
Volume de la maille : Volume des atomes :

38 Couche A

39 Couche A Couche B

40 Couche A Couche B Couche C = Couche A

41 Couche A Couche B Couche C ≠ Couche A

42 Couche A Couche B Empilement ABC Couche C ≠ Couche A

43 Empilement ABC Structure cubique faces centrées Couche A

44 Empilement ABC Structure cubique faces centrées Couche A

45 Empilement ABC Structure cubique faces centrées Couche A

46 Empilement ABC Structure cubique faces centrées Couche A Couche B

47 Empilement ABC Structure cubique faces centrées Couche A Couche B

48 Empilement ABC Structure cubique faces centrées Couche A Couche B

49 Empilement ABC Structure cubique faces centrées Couche A Couche B Couche C

50 Empilement ABC Structure cubique faces centrées Couche A Couche B Couche C

51 L’empilement cubique à faces centrées

52 Structure cubique centrée
Couche A

53 Structure cubique centrée
Couche A

54 Structure cubique centrée
Couche A

55 Structure cubique centrée
Couche A Couche B

56 Structure cubique centrée
Couche A Couche B

57 Structure cubique centrée
Couche A Couche B Couche C = Couche A

58 Structure cubique centrée
Couche A Couche B Couche C = Couche A

59 Structure cubique centrée

60 Coordinence de la structure cubique centrée
Couche A

61 Coordinence de la structure cubique centrée
Couche A Couche B

62 Coordinence de la structure cubique centrée
Couche A Couche B Couche C = Couche A

63 Coordinence de la structure hexagonale compacte
Couche A

64 Coordinence de la structure hexagonale compacte
Couche A

65 Coordinence de la structure hexagonale compacte
Couche A Couche B

66 Coordinence de la structure hexagonale compacte
Couche A Couche B

67 Coordinence de la structure hexagonale compacte
Couche A Couche B Couche C = Couche A

68 Sites tétraédriques Structure cubique faces centrées

69 Sites tétraédriques Structure cubique faces centrées

70 Sites tétraédriques Structure cubique faces centrées

71 Sites tétraédriques Structure cubique faces centrées

72 Sites tétraédriques Structure cubique faces centrées

73 Sites octaèdriques Structure cubique faces centrées

74 Sites octaèdriques Structure cubique faces centrées

75 Sites octaèdriques Structure cubique faces centrées

76 Sites octaèdriques Structure cubique faces centrées

77 Sites octaèdriques Structure cubique faces centrées

78 Sites octaèdriques Structure cubique faces centrées

79 Les cristaux covalents

80 Cristaux covalents : définition & propriétés
Un cristal covalent est un cristal dans lequel les atomes sont unis par des liaisons covalentes Cristal covalent = macromolécule covalente de taille infinie. Propriétés (le plus souvent) : ◊ dureté élevée ◊ isolants électriques

81 Cristaux covalents : définition & propriétés
Un cristal covalent est un cristal dans lequel les atomes sont unis par des liaisons covalentes Cristal covalent = macromolécule covalente de taille infinie. Propriétés (le plus souvent) : ◊ dureté élevée ◊ isolants électriques

82 Le diamant Propriétés : Structure : Atome de carbone

83 Le diamant

84 Le diamant

85 Le diamant Réseau ?

86 cubique à faces centrées
Le diamant Réseau cubique à faces centrées

87 Le diamant : environnement des carbones

88 Le diamant : environnement des carbones

89 Chaque C a un environnement tétraédrique
Le diamant : environnement des carbones Chaque C a un environnement tétraédrique

90 Le diamant Nombre de nœuds / nombre de carbones dans la maille : Nœud Atome de carbone

91 Le diamant Nombre de nœuds / nombre de carbones dans la maille : Nœud Atome de carbone

92 Le diamant Nombre de nœuds / nombre de carbones dans la maille : Nœud Atome de carbone

93 Le diamant Distance C-C la plus faible :

94 Le diamant Distance C-C la plus faible : AN : a = 358 pm  d ≈ 155 pm

95 Le diamant Explication des propriétés : • Liaisons C-C covalentes  dureté / cohésion très forte du diamant • Les liaisons covalentes localisées  isolant électrique • Electrons tous appariés  diamant diamagnétique

96 Le diamant Explication des propriétés : • Liaisons C-C covalentes  dureté / cohésion très forte du diamant • Les liaisons covalentes localisées  isolant électrique • Electrons tous appariés  diamant diamagnétique

97 Le diamant Explication des propriétés : • Liaisons C-C covalentes  dureté / cohésion très forte du diamant • Les liaisons covalentes localisées  isolant électrique • Electrons tous appariés  diamant diamagnétique

98 Le graphite Propriétés : Structure :

99 Le graphite

100 Le graphite : positions relatives des plans

101 Le graphite : positions relatives des plans

102 Le graphite : positions relatives des plans

103 Le graphite : positions relatives des plans

104 Le graphite : positions relatives des plans

105 Le graphite : positions relatives des plans

106 Le graphite : recherche du reseau

107 Le graphite : recherche du reseau

108 Le graphite : recherche du reseau

109 Le graphite : recherche du reseau

110 Le graphite : recherche du reseau

111 Le graphite : recherche du reseau

112 Le graphite : recherche du reseau
X

113 Le graphite : recherche du reseau
X

114 Le graphite : recherche du reseau
X

115 Le graphite : recherche du reseau
X

116 Le graphite : recherche du reseau
X

117 Le graphite : recherche du reseau
X X

118 Le graphite : recherche du reseau
X X

119 Le graphite : recherche du reseau
X X

120 Le graphite : recherche du reseau
X X X

121 Le graphite : recherche du reseau
X X X X X X

122 Le graphite : recherche du reseau
X X X X X X

123 Le graphite : recherche du reseau
X X X X X X

124 Le graphite : recherche du reseau
X X X X X X X

125 Le graphite : recherche du reseau
Structure + nœuds

126 Le graphite : recherche du reseau
Structure + nœuds Tiers de maille hexagonale classique

127 Le graphite : recherche du reseau
Structure + nœuds Maille hexagonale classique

128 Le graphite : nombre de nœuds dans le 1/3 de maille hexagonale
Structure + nœuds

129 Le graphite : nombre de nœuds dans le 1/3 de maille hexagonale
Structure + nœuds

130 Le graphite : nombre de carbones dans le 1/3 de maille hexagonale
Structure + nœuds

131 Le graphite : nombre de carbones dans le 1/3 de maille hexagonale
Structure + nœuds

132 Le graphite Explication des propriétés : • Liaisons C-C dans un feuillet : type covalent  cristal covalent • Liaisons entre feuillets : type Van der Waals  cristal fragile 142 pm

133 Le graphite Explication des propriétés : • Liaisons C-C dans un feuillet : type covalent  cristal covalent • Liaisons entre feuillets : type Van der Waals  cristal fragile 142 pm

134 Le graphite Explication des propriétés : • Conductivité électrique :

135 Le graphite Explication des propriétés : • Conductivité électrique :

136 Le graphite Explication des propriétés : • Conductivité électrique :

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