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Présentation du Cours Radiocristallographie et Cristallochimie
Définitions
est une matière à l’état solide, où l’atome ou le groupement d’atomes qui le constitue se reproduise de façon périodique dans les trois dimensions de l’espace.
c’est un arrangement régulier et périodique d’atomes d’ions ou de molécules retenus par des forces.
c’est la position occupée par une particule dans le réseau cristallin (les points où sont logés les atomes, les ions ou les molécules)
(Groupement Formulaire) un motif peut être un atome, un ion ou une molécule.
c’est la plus petite entité qui permet de retrouver le réseau cristallin en entier par des opérations de transitions. Elle corresponde à un parallélépipède défini par les paramètres a, b, c et les angles beta et alfa.
les différentes possibilités pour choisir les paramètres a, b, c et les angles alfa, beta et gamma d’une maille génèrent 7 systèmes cristallins.
C’est le nombre d’atomes (ou ions de signe opposé), les plus proche voisins de l’atome (ou ions) centrale.
Ce sont les nombres (x/a,y/b,z/c) qui représentent les coordonnées d’un atome ou d’un ion au sein de la maille.
Est une cavité où vient se loger un atome ou un ion.
Généralité sur l’état cristallin
Cristallographie : Science des cristaux, créée par les minéralogistes.
- Formation, croissance, forme extérieure, structure interne et propriétés physiques de la matière cristallisée.
La science moderne définit l’état cristallin comme l’un des états caractéristiques de la matière, celui où elle apparait avec un maximum d’ordre
- De cet ordre découlent des propriétés physiques particulières.
Branche importante des sciences physico-chimiques, pour l’étude de la morphologie, de la texture et de la structure des cristaux :
- Morphologie : description complète de la forme extérieure (macroscopique) d’un monocristal au moyen de la mesure et du repérage des angles des facettes limitant de la matière (dièdres) ;
- Texture : description de la forme, des dimensions, et de l’orientation mutuelle des monocristaux dans un matériau polycristallin (constitué d’un ensemble de monocristaux) telle qu’un métal, une poudre, un sol, une céramique, etc. … ;
- Structure : description complète de l’empilement des individus (atomes, ions, ou molécules) constituant le cristal lui-même (phase homogène).
Les rayons X, découverts en 1912, permettent l’étude des cristaux microscopiques.
- Étude structurale
Caractéristique essentielle de l’état cristallin : périodicité.
Généralités sur la cristallochimie
X définit le rapport du rayon cationique par le rayon anionique.
Le rayon des cations r+ dépasse rarement 1 Å, celui des anions r- est généralement de L’ordre de 2 Å.
Le mode d’empilement des ions, le plus compact possible, dépend du rapport des rayons du cation et de l’anion.
Selon la valeur, du rapport r+/r-, on observera différents types de structure.
Plan du Cours
PARTIE I : Radiocristallographie
I- Les rayons X
- Introduction
- Généralités sur les Rayons X
- Production des Rayons X
- Absorption des Rayons X
- Interactions Rayons X / Matière
- Détection des Rayons X
- Méthodes d’investigation utilisant les Rayons X
II- Diffraction des rayons x par la matière cristallisée :
Conditions d’interférences constructives – loi de Bragg – remarques pratiques importantes sur la relation de Bragg : 2dhklsinθ = nλ – Amplitude diffractée – facteur de structure- Extinctions systématiques- Extinctions dues au mode de réseau- Extinctions dues aux éléments de symétrie translatoire- Interprétation géométrique dans l’espace réciproque – domaines de diffraction – Formule de l’intensité diffractée par les plans (hkl) d’un élément de cristal.
III- Diffractogrammes de poudres expérimentaux
- Poudres cristallines
- Identification de phases et autres applications
- Chambre de Debye-Scherrer
- Diffractomètre en géométrie Bragg-Brentano
III- Diffractogrammes sur cristaux expérimentaux
- Monocristaux
- Technique de résolution de structure
- Analyse chimique par fluorescence X
PARTIE II : CRISTALLOCHIMIE II
I- Structures complexes
- Composés de type MO3
- Composés de type AMO3 : Corindon M2O3 ; Pérovskite AMO3
- Composés de type AM2O4 Spinelle
II- Non stœchiométrie : cristal parfait, cristal réel, défauts
III- Solutions solides : solution solides de substitution, solution solides d’insertion, loi de Vegard
Travaux pratiques :
- Diffraction des Rayons X sur poudre : Méthode de Debye Scherrer, Méthode du compteur (traitement de données par ordinateur)
- Etude de quelques solutions solides et d’une phase non stœchiométrique
- Identification de substances à l’aide des Fiches PDF
- Etude de transformation de phases
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Cours complet radiocristallographie et cristallochimie
Cours radiocristallographie PDF
Cours Cristallochimie PDF 1
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DIFFRACTION DES RAYONS X
Diffraction des rayons X – Interactions rayons X – matière
METHODES EXPERIMENTALES DE DIFFRACTION DES RAYONS X
Opérations de symétrie des figures périodiques infinies
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