energie et entropie la formation des cristaux maxime fabres, florian lepot, maëva urbino
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Energie et entropieLa formation des cristaux
Maxime FABRES, Florian LEPOT, Maëva URBINO
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Sommaire I. Présentation générale des cristaux
II. Analyse de la formation des cristaux
III. Le désordre dans les cristaux
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I. Présentation générale des cristaux Cristal : Solide homogène, structure atomique
ordonnée
Cristallins ou amorphes
5 formes de cristaux Les plaquettes Les colonnes Les aiguilles Les étoiles Les dentrites
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I. Présentation générale des cristaux
Température en degré Celsius
Lieu de croissance Formation du cristal Type de cristal
0 à -8 °C Axe vertical de symétrie
Les bases hexagonales du prisme de départ croissent plus vite que les faces rectangulaires
Aiguilles ou colonnes
-9 à -16 °C Plan hexagone Formation de cristaux plats
Plaquettes
-17 à -20 °C Sens des sommets de l’hexagone
Croissance rapide due à la forte quantité de vapeur d’eau
Evolution des plaquettes en dendrites ou étoiles
-20°C et plus Les molécules d’eau s’accrochent sur les angles
Développement des arêtes du prisme
Plaquettes ou colonnes creuses
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I. Présentation générale des cristaux Cristallisation provoquée par faible sursaturation
La croissance du cristal et sa morphologie influencés par : Température Saturation de l’air en vapeur d’eau Champ électrique
Forme du cristal liée à vitesse de croissance et température du milieu : Humidité importante -> Structure complexe Changement de température -> Variation structurelle
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I. Présentation générale des cristaux Formation de cristaux nécessite des conditions données
Groupes isomorphes : Substitution des ions par ions d’autres éléments
Obsidienne : Constitué de liquides éjectés rapidement à la surface sous forme de lave volcanique
Feldspath : Refroidissement légèrement plus lent
Les cristaux se forment généralement après refroidissement d’une roche en fusion
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II. Analyse de la formation des cristaux La cristallographie : formation, forme et
caractéristiques géométriques
Paradoxe thermodynamique : 2 ordres ?
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II. Analyse de la formation des cristaux
Croissance des cristaux
Vitesse de globale de croissance:
: Aire particule
: Masse particule
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III. Le désordre dans les cristaux (1/3) A l’échelle macroscopique
L’assemblage des cristaux parait aléatoire
A l’échelle microscopique Etat solide pas toujours parfait ou ordonnée
Lacunes Dislocations Polycristaux
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III. Le désordre dans les cristaux (2/3) Quelques défauts importants
Les lacunes
Atomes étrangers
Défaut d’antiphase
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III. Le désordre dans les cristaux (3/3)
Défaut de Schottky
Défaut de Frenkel
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Conclusion