cristaux

1ère Enseignement scientifique

Mme Fremery

Chapitre 1.2 - Des édifices ordonnés : les cristaux(partie SVT)

plan

I/ Les cristaux dans la nature A/ dans le vivant B/ dans les roches II/ Des cristaux de même formule chimique

introduction :

• Sites remarquables

• Rappels de physique chimie

• Le sel à ses différentes échelles

• les états de la matière et les solides

• bilan intro

conclusion

• programme

• vidéo bilan

Introduction : définition d'un cristal La structure cristalline du chlorure de sodium (lien P.C)

Salins de Giraud : un site de production de sel

Salins de Giraud : un site de production de sel

Mines de sel en Alsace

Le cristaux de sel sont des réseaux cristallins cubiques. Quelle est leur maille élémentaire?

logicielMinUSc

les états de la matière

solide amorphe

Les solides

solidecristallin

solide ionique ex NaCl

solide moléculaire ex: glace : cristaux H2O

solide métallique l'or

solide covalent ex diamant (C)

conclusion intro et liens PC

01

résumé des acquis

• Un cristal est un solide cristallin, donc un solide formé de la répértition périodique dans l'espace de la maille élémentaire.
• Dans un cristal, les éléments chimiques sont liés de façon géométrique forment la maille élémentaire.
• Ex Sel, NaCl maille CFC
• Les caractéristiques de la maille élémentaire expliquent une partie des propriété macroscopique du cristal : exemple sa densité(masse volumique)
• caractéristiques de la maille : voir PC/maths

Notions étudiées en PC : maille cubique simple

Notions étudiées en PC : maille cubique face centrée

Notions étudiées en PC : compacité et volume

Notions étudiées en PC : masse volumique

I. Les cristaux dans la nature

A.Les cristaux dans le vivant :

chez végétaux chez homme chez animaux

vidéo bilan

la biominéralisation

exemples de cristaux chez les végétaux

75 % des plantes à fleurs possèdent dans leurs cellules une minéralisation.Il s'agit le plus souvent d'OXALATE DE CALCIUM. Ces cristaux peuvent constituer un mécanisme de défense et/ou une réserve de calcium

exemples de cristaux chez les végétaux

exemples de cristaux dans le corps humain

cliquez sur chaque exemple pour le voir en détail

exemples de cristaux dans le corps humain

Les os

exemples de cristaux dans le corps humain

L'oreille interne joue un rôle majeur dans le maintien de l'équilibre.Les canaux semi-circulaires contiennent un liquide chargé en cristaux microscopiques qui tapissent la membrane de l'oreille interne. Dans le langage médical, on parle d'otolithes. C'est grâce à eux et, plus spécifiquement, à leur position, que le cerveau va bénéficier des informations nécessaires pour maintenir une posture debout stable malgré des changements posturaux ou des mouvements de la tête.

exemples de cristaux dans le corps humain

une pathologie : les calculs rénaux

exemples de cristaux dans les animaux

exemples de cristaux dans les animaux

influence de la temperature sur la cristallisation

cristaux dans le vivant

influence de la temperature sur la cristallisation

I. Les cristaux dans la nature

B.Les roches et minéraux

Q1) définitions Q2) exemple calcaire et granite Q3et 4) relier propriétés macroscopique et maille Q5) application retrouver roche/minéral/structure

1 vidéo bilan à voir

minéraux et verre dans les roches magmatiques

1 vidéo intro à voir

1 vidéo bilan à voir

B. Roches et minéraux

définitions

B. Roches et minéraux

granite et calcaire

B. Roches et minéraux

relier propriétés macroscopiques et maille

B. Roches et minéraux

relier propriétés macroscopiques et maille

B. Roches et minéraux

application: retrouver roche/minéral/structure

B. Roches et minéraux

vidéo

minéraux et verre dans les roches magmatiques

minéraux et verre dans les roches magmatiques

minéraux et verre dans les roches magmatiques

II. Une formule/ plusieurs minéraux

II. Une formule/ plusieurs minéraux

II. Une formule/ plusieurs minéraux

II. Une formule/ plusieurs minéraux

1.2 - Des édifices ordonnés : les cristaux Préambule : L’organisation moléculaire étant déjà connue, ce thème aborde une autre forme d’organisation de la matière : l’état cristallin (qui revêt une importance majeure, tant pour la connaissance de la nature - minéraux et roches, squelettes, etc. - que pour ses applications techniques). La compréhension de cette organisation au travers des exemples choisis mobilise des connaissances sur la géométrie du cube. Elle fournit l’occasion de développer des compétences de représentation dans l’espace et de calculs de volumes. Prérequis et limites Les notions, déjà connues, d’entité chimique, de roche et de minéral sont remobilisées. L’objectif est de présenter l’organisation de la matière propre à l’état cristallin à partir d’exemples. La diversité des systèmes cristallins et des minéraux est seulement évoquée. La description de l’état cristallin est l’occasion d’utiliser les mathématiques (géométrie du cube et de la sphère, calculs de volumes, proportions) pour décrire la nature et quantifier ses propriétés.

1.2 - Des édifices ordonnés : les cristaux Vu en PC Le chlorure de sodium solide (présent dans les roches, ou issu de l’évaporation de l’eau de mer) est constitué d’un empilement régulier d’ions : c’est l’état cristallin. Utiliser une représentation 3D informatisée du cristal de chlorure de sodium. Relier l’organisation de la maille au niveau microscopique à la structure du cristal au niveau macroscopique. Plus généralement, une structure cristalline est définie par une maille élémentaire répétée périodiquement. Un type cristallin est défini par la forme géométrique de la maille, la nature et la position dans cette maille des entités qui le constituent. Les cristaux les plus simples peuvent être décrits par une maille cubique que la géométrie du cube permet de caractériser. La position des entités dans cette maille distingue les réseaux cubique simple et cubique à faces centrées. La structure microscopique du cristal conditionne certaines de ses propriétés macroscopiques, dont sa masse volumique. Pour chacun des deux réseaux (cubique simple et cubique à faces centrées) : - représenter la maille en perspective cavalière ; - calculer la compacité dans le cas d’entités chimiques sphériques tangentes ; - dénombrer les atomes par maille et calculer la masse volumique du cristal.

1.2 - Des édifices ordonnés : les cristaux Vu en SVT : Un composé de formule chimique donnée peut cristalliser sous différents types de structures qui ont des propriétés macroscopiques différentes. Ainsi les minéraux se caractérisent par leur composition chimique et leur organisation cristalline. Une roche est formée de l’association de cristaux d’un même minéral ou de plusieurs minéraux. Des structures cristallines existent aussi dans les organismes biologiques (coquille, squelette, calcul rénal, etc.). Distinguer, en termes d’échelle et d’organisation spatiale, maille, cristal, minéral, roche. Les identifier sur un échantillon ou une image. Dans le cas des solides amorphes, l’empilement d’entités se fait sans ordre géométrique. C’est le cas du verre. Certaines roches volcaniques contiennent du verre, issu de la solidification très rapide d’une lave. Mettre en relation la structure amorphe ou cristalline d’une roche et les conditions de son refroidissement.

Sites remarquables : quelques exemples

grotte de Naica mexique

grotte de LECHUGUILLA nouveau-mexique usa

grotte de MARBRE CHILI

grotte de PULPI espagne

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dossier sur l'or

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