Des édifices ordonnés, les cristaux

Ella, Inged, chou'aib, Gabriel, Djibril

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Des édifices ordonnés,les cristaux

Sommaire

2.Expliquation de la perspective cavalière

6.Structure cristalline vs structure amorphe

4.Cacul de la masse volumique

5.Différencier cristal, minéral et roche

3.Calcul de la compacité

1.Introduction sur l'état cristalin

Quizz

Sources

Un cristal c'est une structure solide dans laquelle les atomes,les ions ou les molecules sont disposés de manière réguliere et ordonnée. Ce qui caractérice un cristal, c'est l'empilement régulier d'entités chimiques, ce qui signifie que ces particules se respectent dans un motif spécifique dans tout le cristal.

QU'EST CE QU'UN CRISTAL ?

EXEMPLE DE CRISTAUX :

1. L'état cristalin

Quartz : Un des cristaux les plus communs sur Terre, il est souvent trouvé dans les formations rocheuses et utilisé dans les bijoux.

Écrans LCD : Les écrans à cristaux liquides utilisent des cristaux alignés pour afficher des images.

Diamant : Formé sous haute pression dans les entrailles de la Terre, il est utilisé en joaillerie en raison de ses duretés exceptionnelles.

Ces exemples montrent comment les cristaux sont omniprésents et jouent un rôle crucial dans divers aspects de la vie quotidienne et dans l'environnement naturel.

INGED

La perspective cavaliere est une methode de representation en dessin technique qui permet de representer des objets en trois dimension sur une surface plan

2. La perspective cavalière

Chou'aib

3.La compacité

La compacité d'un cristal (ou taux de compacité) est une mesure de l'efficacité avec laquelle les entités chimiques (atomes, ions ou molécules) occupent l'espace dans une structure cristalline. Elle décrit la proportion du volume total de la cellule unitaire qui est occupée par les particules. Plus cette valeur est élevée, plus la structure est "compacte" et moins il y a de vide.

Djibril

1. Maille Cubique Simple (SC) La maille cubique simple (Simple Cubic ou SC) est une structure où un atome est situé à chaque coin du cube. Chaque coin est partagé entre 8 cellules, donc chaque atome est compté à hauteur de 1/8 dans la cellule unitaire.

Exemples de calcul pour deux types de mailles

2. Maille Cubique à Faces Centrées (FCC) Dans la maille cubique à faces centrées (Face-Centered Cubic ou FCC), les atomes se trouvent aux coins du cube ainsi qu'au centre de chaque face. Chaque atome aux coins est partagé par 8 cellules, et chaque atome au centre des faces est partagé par 2 cellules, ce qui donne un total de 4 atomes par maille.

Inged

• Maille Cubique Simple (SC) : Compacité ≈ 52,36% • Maille Cubique à Faces Centrées (FCC) : Compacité ≈ 74,05% La compacité de la maille cubique à faces centrées est plus élevée que celle de la maille cubique simple, ce qui signifie que la structure FCC est plus dense et occupe mieux l'espace que la structure SC.

Conclusion

Djibril

Quel est le lien entre la structure cristaline et la masse volumique?

Le lien entre la structure cristaline et la masse volumique réside dans la manière dont les éntités chimiques (atomes, ions ou molécules) sont organisés et empilées dans la maille cristalline, ce qui influence directement la densité de matière.

4. Calcul de la masse volumique

GABRIEL

2. Étape par étape :

Exemple de calcul de masse atomique à partir du nombre d'entités par maille et de la masse atomique d'un élément chimique:

Pour calculer la masse volumique d'un cristal à partir du nombre d'entités (atomes ou molécules) dans la maille élémentaire et de la masse atomique, on peut suivre les étapes suivantes. Imaginons que l'élément chimique en question soit le cobalt (Co), qui a une structure cristalline cubique à faces centrées (CFC). Voici comment procéder :

GABRIEL

1. Étape par étape :

2.b Masse d'une maille : La masse d'une maille peut être calculée en fonction du nombre d'atomes par maille et de la masse atomique : m_maille = Nombre d'atomes par maille x M_Co/N_A Puisque la maille contient 4 atomes de cobalt : m_maille = 4 x 58.93g/mol /6.022 x10^23 atomes/mol = 3.92 x10^-22 gConvertissons cette masse en kilogrammes : m_maille = 3.92 x 10^-22 g = 3.92 x 10^-25 kg

2.c Calcul de la masse volumique : La masse volumique (rho) est définie comme la masse par unité de volume : rho = m_maille/V_mailleSubstituons les valeurs : rho = 3.92 x 10^-25 kg /4.44 x 10^-29 m^3 = 8.84 x 10³ kg/m³ Soit environ : rho ≈ 8.84g/cm³

Gabriel

5. Différencier cristal, minéral et roche

La structure cristalline d'un materiau influence directement sa masse volumique.La masse volumique est définie comme la masse d'un matériau par unité de volume.Dans un cristal, les atomes ou molécules sont organisés de manière réguliere et répetitive, ce qui peut affecter la densité du matériau.

Une structure cristalline plus compacte entraine une masse volumique plus évelée, tandis qu'une structure moins compacte conduit à une masse volumique plus faible.

Inged

les roches volcanique contenant du verre sont souvent appeles roche vitrifiees comme l'obsidienne . Elle se forment losque la lave refroidit tres rapidement, empechant les atomes de s'organiser en une structure cristalline . Le refroidissement rapide se produit generalement lors d'une eruption volcanique explosive ou lorsque la lave entre en contacte avec l'eau . Les conditions de formation incluant une temperature elevee et un refroidissement rapide , ce qui favorise la formation de verre plutot que de cristaux

Un materiau cristallin a une structure ordonnee et reguliere tandis qu'un materiau amorphe a une structure desordonnee et aleatoire . Cela influence leur proprieter physique

6. Structure cristalline vs structure amorphe

ELLA

Quizz!!

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'IMAGES:https://cap-nature.ch/blogs/mineraux-pierres-semi-precieuses/les-secrets-de-la-pierre-crystal-de-roche-un-guide-complet

SOURCES:

https://www.lelivrescolaire.fr/page/6983289

https://www.ilephysique.net/sujet-perspective-cavaliere-cristaux-313749.html

Explications:ChatgptWikipédia

Merci de votre attention!!!

Pour comprendre la compacité d'un cristal, on suppose généralement que les entités chimiques (atome, ion, etc.) sont des sphères qui s'emboîtent de manière régulière dans la structure cristalline. Le calcul de la compacité se fait en deux étapes principales :,Formule générale pour la compacité; La compacité C est donnée par la formule suivante :C=Volume occupé par les atome /Volume de la cellule unitaire ;Le volume occupé par les atomes est déterminé par le nombre d'atomes présents dans la cellule unitaire et le volume de chaque atome considéré comme une sphère. Le volume d'une sphère est donné par la formule :V_sphère=43πr³ Où r est le rayon de l'atome.

A) Comment la compacité se calcule-t-elle à partir des entités chimiques sphériques ?

• Nombre d'atomes par maille : 1 atome (8 coins × 1/8) • La longueur de l'arête de la maille est notée a et le rayon de l'atome r est relié à a par la relation :a = 2r • Le volume de la cellule unitaire est V_cellule = a³ Ainsi, le volume occupé par les atomes dans la cellule unitaire est : V_atomes = 1×4/3 πr3 La compacité C_CS est donc : CSC=1×4/3πr³ /(2r)³ = 4/3πr³ /8r³ = π/6 ≈0.5236 Donc, la compacité d'une maille cubique simple est environ 52,36%.

• Nombre d'atomes par maille : 4 atomes (8 coins × 1/8 + 6 faces × 1/2) • Le rayon de l'atome r est relié à la longueur de l'arête a par la relation : √2a = 4r ou a=4r/√2=√2r• Le volume de la cellule unitaire est V_cellule= a³ Le volume occupé par les atomes est : V_atomes =4×4/3πr³ La compacité C_FCC est donc :CFCC=4×4 /3πr³ /(√2r)³ =16/3πr³ /2√2r³ =16π /3×2√2 ≈0.7405Donc, la compacité d'une maille cubique à faces centrées est environ 74,05%.

1. Rappels et informations nécessaires : - Masse atomique du cobalt (Co) :M_Co = 58.93g/mol - Nombre d'Avogadro : N_A = 6.022 x 10^23 atomes/mol- Structure cristalline : CFC - Nombre d'atomes dans la maille pour une structure CFC : 4 atomes par maille - Constante du réseau (côté de la maille) : disons que a = 3.54 Å (pour le cobalt, mais cette valeur peut varier en fonction de l'élément)

2.a Volume d'une maille : La maille est un cube, donc le volume d'une maille est donné par : V_maille = a³ Convertissons a en mètres pour que les unités soient cohérentes : a = 3.54 Å= 3.54 x 10^-10 m V_maille = (3.54 x 10^-10m) ³ = 4.44 x 10^-29 m³