GLCH101 - Espace Pédagogique Claroline

9/17/2012
CHIMIE GÉNÉRALE I
GLCH101
1
Prof. Joulia Larionova
Equipe CMOS, Bât. 17, UM 2
Tel. 0467144805
E-mail: [email protected]
PRÉSENTATION:
UNITÉ D’ENSEIGNEMENT
CHIMIE GÉNÉRALE 1
GLCH101
2
Responsable général du GLCH101:
Joulia Larionova
[email protected]
Tel. 0467144805
Clarence Charnay
[email protected]
1
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9/17/2012
Programme du GLCH101:
Les bases de la chimie
-Etats de la matières: solides, liquides gaz
-le solide cristallin
-L’atome: initiation à la mécanique quantique
-quantification de l’énergie et fonction d’onde
-les hydrogénoïdes
-l’atome polyélectronique
-lien avec la classification périodique
-Notion de Liaison chimique
-liaisons fortes (ionique, métallique, covalente)
-liaisons faibles (van der Waals, liaison H)
-Les entités chimiques
-notion de Degré d’oxydation
-détermination des entités chimiques
-Le modèle de Lewis de la liaison covalente
-structure de Lewis (doublet, charge partielle…)
-formes mésomères.
CONTENUS
3
HORAIRES
 12
cours magistraux de 1H30
(en amphithéâtre, effectifs < 200)
 11 travaux dirigés (TD) de 1H30 (en salle de
TD, effectifs <40)
 5 travaux pratiques (TP) de 3H (en salle de TP
de Chimie L1 au Bat. 3, effectifs < 20 )
 49.5 H d’enseignement de chimie
4
2
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DÉBUT
DES COURS
Début des cours: Semaine 37 :
4 cours les deux premières semaines
Début des TD: en Semaine 39 (24 septembre)
Début des TP: Semaine 40 ou 41 selon groupe
Toujours vérifier l’emploi du temps sur
internet pour les modifications de
dernière minute!
5
CONTRÔLE
DES CONNAISSANCES
(5 ECTS)
 Contrôle
terminal des connaissances
(Examen mi-janvier)
coeff: 75
 TP
coeff: 25

(contrôle continu):
TOTAL:
coeff: 100
Taux de réussite moyen de l’UE= 40 %
 Le module nécessite un travail régulier au
cours du semestre.
6
3
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LES TRAVAUX PRATIQUES (BAT. 3)

Présence obligatoire aux 5 TP

Les blouses de laboratoire sont OBLIGATOIRES en TP
 pas

d’accès au TP possible et 0/20 au TP considéré
Les absences (maladie, …) doivent être justifiées
par un certificat fourni à l’enseignant de TP

absence injustifiée =0/20 au TP concerné
7
SOUTIEN EN CHIMIE

1 séance par semaine

Début des séances dès la rentrée

Modalités et dates précisées en TD ou cours
8
4
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DOCUMENT DE COURS

Les documents du cours sont placés sur l’ENT;

L’inscription pédagogique est nécessaire pour
accéder à ces documents;

Télécharger les documents avant le cours;

Mot de passe pour l’espace « GLCH101 Joulia
Larionova » est « spin ».
9
INTRODUCTION
 Rôle de la chimie dans la vie.
Science de transformation de la matière, la
chimie est au cœur de notre environnement
quotidien.
10
5
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 Chimie en France
 La chimie est le 2ème secteur industriel en France
après l’automobile.
 Notre industrie chimique se situe au 5ème rang mondial.
 C’est le 1er secteur industriel de France en matière de
dépenses de recherche & développement.
11
 La France est aussi le troisième exportateur mondial
de produits chimiques et pharmaceutiques:
- 5 971 établissements,
- près de 204 000 salariés,
- 3230 entreprises.
Cartographie des industries
chimiques en France:
une industrie présente sur
tout le territoire mais
concentrée sur quelques
grandes régions.
12
6
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santé
Les différents domaines d’étude de la chimie sont la chimie
minérale et organique, la chimie moléculaire et biologique,
la chimie des matériaux, la chimie des interfaces,
13
la chimie analytique.
La chimie est l'étude
de la matière,
de ses transformations,
et des échanges d'énergie
qui accompagnent ces transformations.
14
7
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SOMMAIRE
 Сhapitre I. Description de la matière.
 Chapitre II. Représentation des entités chimiques
à l’état solide.
 Chapitre III. Atomistique. Organisation des
électrons dans l’atome: du modèle de Böhr à la
description ondulatoire.
 Chapitre IV. Atomistique (suite). Les atomes
polyélectroniques.
 Chapitre V. Atomistique (suite). Classification
périodique.
 Chapitre VI. Degré d’oxydation et identification
des entités.
15
 Chapitre VII. La liaison chimique. Modèle
de Lewis de la liaison covalente.
СHAPITRE I.
16
DESCRIPTION DE LA
MATIÈRE.
8
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Objectifs: étudier la matière à trois niveaux:
 Niveau macroscopique (propriétés
physiques);
 Niveau atomique et/ou moléculaire
(composition chimique);
 Niveau électronique et/ou particulaire.
17
Etude de la chimie à trois niveaux :
• Niveau
macroscopique.
On ne fait aucune hypothèse
sur la constitution
de la matière.
• Niveau atomique
et/ou moléculaire.
On fait des hypothèses
sur les entités
qui constituent la matière.
On fait des hypothèses
• Niveau électronique
sur la constitution des entités
et/ou particulaire.
qui constituent la matière.
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9
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et dans trois « dimensions » :
• Niveau
macroscopique.
•Composition
et structure
• Niveau atomique
et/ou moléculaire.
•Énergie
• Niveau électronique
et/ou particulaire.
•Temps
19
Comme toutes les autres sciences,
la chimie possède un langage propre.
Il est donc essentiel
de maîtriser ce vocabulaire
et de l'utiliser à bon escient.
Ce sera un des objectifs
de cet enseignement d'initiation
à la chimie !
20
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SOMMAIRE
DU
CHAPITRE I.
I. 1. Description macroscopique de la matière:
 Définitions
 Etat physique de la matière
 Corps pur, mélange.
I. 2. Description microscopique de la matière:
 Atome
 Elément chimique
I. 3. Etude de l’état solide cristallisé:
 Définitions
 Périodicité
 Réseau et maille cristalline
 Stœchiométrie et formule chimique
21
I. 1. Description macroscopique de la
matière.
I. 1. 1. Notions et définitions
• La matière est un ensemble de corps matériels,
chaque corps possède une masse mécanique et
occupe à chaque instant un certain secteur de
l’espace (c. a. d. tout ce qui possède une masse
et occupe un volume).
22
11
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Exemples:
23
• Un système est un objet ou un ensemble
d’objets dont on fait l’étude.
• Univers - ensemble du milieu extérieur et du
milieu intérieur:
Milieu
intérieursystème
Milieu
extérieur
24
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• Transferts possibles entre le système et le
milieu extérieur:
 Transfert d’énergie (J) - sous forme de chaleur Q,
- sous forme de travail mécanique W
- sous forme de travail électrique W’
 Transfert de matière
Convention:
• Les quantités (énergie, matière) reçues par le système
sont comptées positivement. Les quantités cédées au
milieu extérieur sont comptées négativement.
>0
• Types de systèmes
Système ouvert
échange de
chaleur, travail,
matière avec le
milieu extérieur
système
<0
Système
fermé
Pas de
transfert de
matière avec
l’extérieur
25
Système isolé
Pas de
transfert de
chaleur,
travail,
matière
Système
Système diathermique
Pas de transfert de
travail et de matière
avec l’extérieur
Système adiabatique
Pas de transfert de
chaleur et matière
26
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I. 1. 2. Etat physique d’un système.
• L’état d’un système est défini à un instant donné:
comme une photographie instantanée.
On le décrit macroscopiquement au moyen des grandeurs
physiques (grandeurs d’état).
• Grandeurs physiques (d'état)
On dit d'une grandeur qu'elle est une grandeur d'état si,
lors d'une transformation de l'état initial A à l'état final B,
sa variation est indépendante du chemin parcouru pour
27
aller de l'état A vers l'état B.
Par exemple: si le système est un individu se déplaçant sur une pente du
point A jusqu'au point B, l' énergie potentielle pourra être considérée
comme une grandeur d'état mais non la distance parcourue.
L’énergie potentielle de deux skieurs est la même, pas la
distance parcourue par chacun. L’énergie potentielle est
une grandeur d’état.
28
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• Grandeurs physiques sont des variables d’état, tels
que la température (T), la pression (p), la quantité
de matière (n(B)), le volume (V), la masse (m).
Certaines ne sont pas indépendantes les unes des autres
mais peuvent être reliées par une ou plusieurs équations
d’état.
Par exemple:
pV = nRT équation du gaz parfait
p (Pa), V (m3), T (K), n (mol),
R = 8.31441±0.00026JK-1mol-1 constante du gaz parfait
29
• Grandeurs physiques
Grandeurs extensives:
Proportionnelles
à
la
quantité
de
matière.
Définies pour l’ensemble du
système.
Si un système est divisé en i
sous systèmes, la grandeur
extensive est la somme des
grandeurs de ses sous
systèmes: X = ∑xi
m, V, n, U (énergie interne),
H (enthalpie), G (énergie de
Gibbs), S (entropie)
m = ∑mi; V = ∑vi; n = ∑ni
Grandeurs intensives:
Ne dépendent pas de la
quantité de matière: ≠ f(n).
Définies en chaque point
d’un système.
T, p, pi, xi (fraction
molaire), ,  (potentiel
chimique)
Grandeurs molaires:
m
M
masse molaire
n
i
V
V
 ni
volume
molaire
30
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• Etat de la matière / Notion d’une phase
une phase est un milieu dans lequel les paramètres varient
de manière continue.
Etat physique de la matière (état d’agrégation ou
phases) d’un corps pur
gaz
Liquide
Solide
Différentes formes
cristallisées
Par exemple: le Fe: cubique centrée (fer α) ou cubique à faces
centrées (fer γ). Un solide peut aussi être amorphe. Par exemple,
la silice SiO2 peut être cristalline (quartz, cristobalite) ou amorphe
(verre).
31
• Etat d’agrégation de la matière et leurs
transformation:
Toutes les espèces chimiques peuvent exister sous ces
trois états. Mais ces états ne sont pas observables dans 32
les mêmes conditions.
16
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Representation schematique des états de la matière:*
Cohésion ↓, désordre ↑
*Il existe aussi d'autres états un peu plus exotiques, tel
que plasma, cristal liquide et superfluide.
33
Les états de la matière se definissent par rapport
à 2 critères:
• Degré de condensation
• Ordre (ou désordre)
34
17
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 Solide:
 Les molécules n’ont pas de liberté;
 Le mouvement est réduit à des oscillations autour de la
position d’équilibre, leur position ne se modifie pas;
 Etat condensé;
 Etat ordonné*;
 Forme;
 Son volume depend peu de P et T;
 Souvent anisotropes (leurs propriétés varient selon
la direction)
*solide amorphe (par ex. verre) peut être considéré comme
35
un liquide infiniment visqueux.
 Liquide:
 Les molécules sont en contact;
 Le mouvement des molécules est limité, mais il
existe l’agitation thermique;
 Etat condensé;
 Etat désordonné;
 Un liquide à son volume propre;
 Pas de forme;
 Son volume depend peu de P et T;
 Généralement isotropes (mêmes propriétés dans
36
toutes les directions).
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 Gaz:
 Les molécules sont eloignées les unes des autres;
 Les molécules se déplacent;
 Etat non condensé;
 Etat désordonné;
 Le gaz n’a pas de volume propre;
 Le gaz occupe tt le volume offert;
 Son volume depend de P et T;
 Généralement isotropes (mêmes propriétés dans
toutes les directions).
37
• Propriétés de la matière caracteristiques de sa
composition:
Teb
Tcond
Tsub
Tsol
Tf
Tsol
Températures de transformation, Enthalpies de
transformation, entropies de transformation, masse
volumique, ...
38
19
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I. 1. 3. Corps pur, mélange.
• Corps pur: une seule substance chimique
Ex: NH3, CO2, O2, H2O, Ag, Au...
 Propriétés définies (caractéristique de la
substance): T de transformation, masse
volumique...
 Rarement présent à l’état naturel nécessite
des purifications.
39
Un corps pur peut être constitué par :
1) un seul atome (corps simple élémentaire)
Fe(s), He(g)
2) des molécules composées d'un seul atome
(corps simple)
N2(g), S8(s)
3) un seul composé où les atomes sont liés
entre eux dans des proportions définies
(corps composé)
Fe2O3(s), CH4(g), NaNO3(s), H2O(l)
40
20
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• Un mélange est composé de plusieurs
substances chimiques
Exemples: :
- eau du robinet (H2O + Na+ +
K++Ca2++ Mg2++ Cl-+CO32-+
NO3- + CO2 + Cl2 + ...
- Atmosphère
(O2 + N2 + CO2 + ...)
 Les propriétés varient en fonction de la
composition.
41
Mélange
un
mélange
liquide-liquide
(émulsion)
un mélange
liquide-gaz
(aérosol),
Un mélange de
deux
poudres
(deux
phases
solides
différentes)
42
21
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I. 2. Description microscopique de la
matière:
I. 2. 1. Atome.
• L’atome est le constituant élementaire de la
matière.
Un atome (grec ancien ἄτομος [atomos], « qui ne
peut être divisé ») est la plus petite partie d'un
corps
simple
pouvant
se
combiner
chimiquement avec une autre.
•
43
Un atome est constitué de trois types de particules:
44
22
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 Protons (p):
 Masse: mp = 1.0073 u.a. ou
mp = 1.6725•10-27 kg (1 u.a. = 1.6605x10-27 kg)
 Charge: p+ = +1.6605•10-19 Coulon
 Diamètre: dp = 0.8•10-15 m
 Existe toujours
 Le nombre de protons définit l’élément chimique.
 Toutes les entités possédant le même numéro atomique (même
nombre de p) noté Z, définissent un élement chimique.
45
 Neutrons (n):
 Masse: mn = 1.0087 u.a. ou mn = 1.6749•10-27 kg.
 Charge: Pas de charge, neutre
 Existe souvent, mais pas toujours
 Diamètre dn = ~10-15 m
 Le nombre de neutrons = nombre de protons, mais il peut
varier dans les isotopes d’un éléments.
46
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Isotopes ont des masses atomiques différentes car le
nombre de neutrons est différent.
Carbone: trois isotopes 6C
47
Hydrogène: trois isotopes 1H
Hydrogène: 1H1
Deutérium(D) 1H2
Tritium (T): 1H3
48
24
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 Electrons (é):
 Masse: mé = 5.486x10-4 u.a. ou me = 9.109•10-31 kg.
 Charge: é = -1.6605x10-19 Coulomb
 /é/ = /p/
49
• Structure de l’atome:
Modèles:
- 1898: J.J. Thomson (dit aussi modèle de
plum pudding)
Les électrons négatifs sont incorporés dans
noyau positif.
- 1902: N. Hantaro
Les électrons négatifs tournent autour d’un coeur
positif
50
25
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- 1911 E. Rutherford
Les électrons négatifs sont répartis sur
differentes orbites et tournent autour
d’un coeur positif (nucléus).
- 1913 N. Bohr Sommerfield
Les électrons tournent
sur des orbites. Ils
émettent ou absorbent
des
photons
s’ils
changent leurs orbites.
51
52
26
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• Structure de l’atome moderne
Un atome est constitué d'un noyau concentrant plus de
99,9 % de sa masse, autour duquel se distribuent des
électrons pour former un nuage 40 000 fois plus étendu
que le noyau lui-même.
Le noyau est constitué de protons
(p), chargés positivement, et de
neutrons (n), électriquement
neutres.
n + p = nucléons mp + mn  matome
10-14m
L‘hydrogène fait exception, car le
noyau de son isotope 1H, appelé 53
protium, ne contient aucun
neutron.
Aujourd’hui grâce à la physique quantique, on sais que les
électrons se situent quelques part dans les nuages
54
électroniques, zones de forte probabilité de présence, ou
« orbitales ».
27
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I. 2. 2. Elément chimique
Chaque élement est réprésenté par un symbole qui permet de
l’identifier:
Numéro atomique
Z
E
A
Masse molaire atomique (g/mol)
Symbole atomique
104 éléments (1H – 103Lw) sont constitués de cette manière (2004)
55
56
28
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I. 3. Etude de l’état solide cristallisé:
I. 3. 1. Définitions.
 Corps purs
 Corps purs simples
 Corps purs composés
57
• Un corps pur est composé d'un seul
type de constituant.
• Le contraire est un mélange.
Un corps pur peut être constitué de noyaux
appartenant :
58
29
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1) au même élément (corps pur simple)
Tous les noyaux appartiennent au même
élement.
Ex: H2, O2, O3, C (graphite), S8, Fe...
59
2) à des éléments différents (corps pur
composé).
• La proportion de chaque élément est une
proportion stoechimetrique.
Ex: H2O, NH3, CuO,
Fe2O3, NaCl...
NB: On ne considérera pas les noyaux d'isotopes d'un
même élément)
60
30
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Lorsque, dans un échantillon de matière,
1) tous les noyaux appartiennent au même
élément, on a un corps simple.
Na, Mg, Cu, Hg, He, H2, O2, O3, Cl2…
2) les noyaux sont différents, on a un corps
composé.
NaCl, MgO, CuCl2, H2O, NH4Cl…
61
• Etat solide:
Les noyaux sont à des positions relatives
fixes les uns par rapport aux autres.
Les noyaux sont entourés de densité
électronique = assurent cohésion de la matière
solide.
La matière est toujours tridimensionnelle.
Mais dans un premier temps on ne considérera
que 2D.
62
31
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A l’état solide, un corps pur peut etre cristallisé
ou amorphe:
• Substance cristallisée : arrangement
régulier (périodique) des noyaux
Corps simple
Corps composé
• Substance amorphe :
désordre dans
l’arrangement des noyaux
63
Un corps pur solide peut être
Cristallisé
ou amorphe.
64
32
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Exemple: SiO2
SiO2 cristallisé:
• quartz
• Cristaux de forme hexagonale.
• Organisation périodique des
atomes.
• Propriété piézoelectrique –
pression sur le cristal entraîne
l’apparition d’un potentiel
65
électrique, Tf = 1650 °C
• SiO2 amorphe: verre
• Désordre structural;
• Pas de périodicité des
atomes;
• Il n’y a pas de propriété
piézoélectrique ;
• Tf ~ 700 °C.
66
33
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I. 3. 2. Représentation du réseau cristallin
67
• Représentation Tridimensionnelle du
réseau cristallin
nœud
plan réticulaire
d
organisation 3D périodique
d'un cristal
68
34
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Un échantillon de matière est tridimensionnel !
• La structure d'un cristal de NaCl :
Modèle compact
Modèle éclaté
Étude modèle :
Représentations d’échantillons bidimensionnels
plus facilement « visualisables »
69
• Représentation Bidimensionnelle du
réseau cristallin
Plan x,z
plan réticulaire
nœud
Plan y,z
d
Plan x,y
Dans un Plan (2D)
70
35
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Dans cette représentation de l’état cristallin, seule l’ordre
de grandeur des distances interatomiques est respecté
Répartition périodique des noyaux :
10-10 m = 0.1 nm :
ordre de grandeur de
la distance interatomique
Unités:
1nm = 10-9m
1Å = 10-10m
1pm = 10-12m
10-14 m :
taille approximative
du noyau d'un atome
La taille des noyaux n’est pas proportionnelle !
les noyaux ne seraient pas visibles sur cette figure
s’ils étaient représentés à cette échelle
71
I. 3. 3. Réseau et maille cristalline.
Caractéristiques essentielles d’un cristal:
 constance des distances entre les noyaux;
 répétition périodique des noyaux.
• Un
solide
cristallin
est
constitué
par
la
répétition périodique dans les 3 dimensions de
l'espace d'un motif atomique, appelé maille
cristalline.
72
36
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• Maille cristalline : l’unité de base à partir
de laquelle on peut reconstituer le cristal
dans son ensemble en faisant subir à cette
unité différentes translations suivant les
directions des axes cristallins.
73
 Construction d’une maille bidimensionnelle:
 2 vecteurs non colinéaires a et b
à partir d’un point donné (origine);
 La surface (produit vectoriel): S = a×b
constitue une maille du réseau cristallin
 Reconstitution du cristal : répétition de la maille:
translations u∙a + v∙b
u et v : nombres entiers
74
37
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Répartition périodique des
noyaux :
 Construction d’une maille :
2 vecteurs non colinéaires
à partir d’un point donné
produit vectoriel
 la surface S = a×b
constitue une maille
du réseau cristallin
 Reconstitution du cristal :
translations u∙a + v∙b
u et v : nombres entiers
b
75
O
a
Répartition périodique des
noyaux :
 Construction d’une maille :
2 vecteurs non colinéaires
à partir d’un point donné
produit vectoriel
 la surface S = a×b
constitue une maille
du réseau cristallin
 Reconstitution du cristal :
translations u∙a + v∙b
u et v : nombres entiers
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Etude d’un solide cristallin:
1) S’assurer de la répétition périodique des
noyaux
2) Détermination d’une maille
3) Propriétés extraites de la maille.
Note: les atomes peuvent être identiques (corps
77
simple) ou non identiques (corps composé)
Maille cristalline → un parallélogramme
4 sommets identiques
Sommets vides
Sommets rouges
Sommets bleus
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39
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Exemple: Les propositions de mailles:
79
 Construction d’une maille tridimensionnelle:
80
40
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Une maille élémentaire tridimensionnelle est
définie par trois vecteurs a, b, c et par trois
angles , , .
Le volume de la maille est
donnée
par
la
relation
classique:
c


a 
b
V = (a  b) • c
Les divers nœuds du réseau se déduisent
du premier par une translation :
81
t = ma + nb + pc
m, n, p, sont 0 ou 1.
Résumé:
 Un solide cristallin est constitué par la répétition
périodique dans les 3 dimensions de l’espace d’un
motif atomique, appelé maille.
 Maille cristalline: le motif de base à partir duquel
on peut reconstituer le cristal dans son ensemble
en faisant subir à ce motif des translations
suivant les directions des axes cristallins.
 Une maille qui comporte un seul motif s’appelle
une maille simple ou primitive.
 Une maille plus grande que la maille élémentaire
82
est appelée maille multiple
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I. 3. 4. Stœchiométrie et formule chimique.
83
 Calcul de la stœchiométrie à partir d’une
maille bidimensionnelle (2D)
84
42
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Le décompte des motifs par maille (noyaux)
s’effectue de la manière suivante :
● noyau sur une arête
(il « appartient » à 2 mailles)
compte pour ½
● noyau au sommet d’une maille
(il « appartient » à 4 mailles)
compte pour ¼
● noyau à l’intérieur
(il « appartient » à cette maille)
compte pour 1
85
• Stœchiométrie d’un composé (formule empirique) : la
proportion de noyaux appartenant à différents
éléments constitutifs.
On symbolise les noyaux bleus par B et les noyaux rouges
par R
R : 2×1 = 2
B : 4×¼ + 1×1 = 2
R : 2×½ = 1
B : 2×½ = 1
R : 2×1 + 4×¼ + 2×½ = 4
B : 4×1 = 4
Il y a autant
de noyaux rouges
que de bleus !
Par convention on utilise les coefficients (entiers) les plus
petits possibles : on symbolisera la stœchiométrie de ce
composé par {B:1;R:1}
86
43
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Bleu 2/maille
Rouge 2/maille
Bleu 2/maille
Rouge 2/maille
Bleu 4/maille
Rouge 4/maille
Bleu 1/maille
Rouge 1/maille
Bleu 1/maille
Rouge 1/maille
{B:1; R:1}
B1R1 = BR
87
Les écritures des stœchiométries
{B : 1 ; R : 1}
{B : 2 ; R : 2}
{B : 3 ; R : 3}
ont la même signification !
Par convention on utilise
les coefficients (entiers)
les plus petits possibles.
88
44
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Un autre réseau
89
A. Mehdi
90
45
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91
Bleu
4 noyaux comptant
entièrement :
4×1 = 4
Rouge
4 noyaux comptant
pour un quart :
4×¼ = 1
1 noyau comptant
entièrement :
1×1 = 1
On symbolisera la stœchiométrie
de ce composé par :
{B:2; R:1}
Formule brute : B2R
92
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 Calcul de la stœchiométrie à partir
d’une maille tridimensionnelle (3D)
93
Le principe du calcul de la stœchiométrie à partir d'une
maille tridimensionnelle est identique à celui
des calculs précédents :
Répartition périodique :
La maille est définie
par trois vecteurs
non coplanaires
b
 un parallélépipède
O
c
a
94
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Le décompte des noyaux s’effectue de manière
différente :
noyau à l’intérieur
de la maille
● compte pour 1
noyau au sommet
● compte pour 1
8
noyau sur une arête
● compte pour ¼
noyau sur une face
● compte pour ½
95
Maille cubique simple
Maille cubique centrée
Z=2
Z = (8•1/8) = 1 simple
Maille cubique à bases
centrées
Z = (8 •1/8 + (1 •1) = 2 double
Maille cubique à faces
centrées
Z=4
96
Z = (8 •1/8) + (6 •1/2) = 4
Z = (8 •1/8) + (2 •1/2) = 2 double
quadruple
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1
1
1
4
1
1
2
8
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Il est possible de déterminer la composition d'un corps
pur cristallin par sa stœchiométrie, mais cette notion
n’est pas suffisante pour caractériser tous les composés :
La stœchiométrie ne nous renseigne pas sur
la présence d’agrégats d’atomes
(motifs moléculaires)
arrangement périodique 2D des noyaux dans un corps simple :
L'analyse de la position
des différents noyaux
montre que trois noyaux
bleus semblent former
un agrégat de type [B3]
98
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arrangement périodique 2D des noyaux dans un corps
composé:
 Maille
cristalline :
 G : 4×¼ = 1
R : 1×1 = 1
B : 4×1 = 4
 Stœchiométrie :
{G:1;R:1;B:4}
99
 Quatre noyaux bleus
semblent former un
agrégat
avec
un
noyau rouge, [RB4],
et les noyaux gris
sont
indépendants
des autres.
Maille
cristalline :
G : 4×¼ = 1  Composition :
[RB4] : 1×1 = 1
{G:1;[RB4]:1} 100
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Il faut donc déterminer de façon plus précise la composition
du composé en précisant :
● la nature des entités constitutives, et
● les proportions entre elles
Ces renseignements sont donnés par
la formule chimique du composé !
Stœchiométrie  Formule chimique
Les entités chimiques :
une notion fondamentale qui nécessite de
faire intervenir la présence des électrons
101
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