Energie et entropie La formation des cristaux Maxime FABRES, Florian LEPOT, Maëva URBINO Sommaire I. Présentation générale des cristaux II. Analyse de la formation des cristaux III. Le désordre dans les cristaux 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 I. Présentation générale des cristaux Température en degré Celsius 0 à -8 °C Lieu de croissance Formation du cristal Type de cristal Axe vertical de symétrie Aiguilles ou colonnes -9 à -16 °C Plan hexagone -17 à -20 °C Sens des sommets de l’hexagone -20°C et plus Les molécules d’eau s’accrochent sur les angles Les bases hexagonales du prisme de départ croissent plus vite que les faces rectangulaires Formation de cristaux plats Croissance rapide due à la forte quantité de vapeur d’eau Développement des arêtes du prisme Plaquettes Evolution des plaquettes en dendrites ou étoiles Plaquettes ou colonnes creuses 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 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 II. Analyse de la formation des cristaux La cristallographie : formation, forme et caractéristiques géométriques Paradoxe thermodynamique : 2 ordres ? II. Analyse de la formation des cristaux Croissance des cristaux Vitesse de globale de croissance: : Aire particule : Masse particule III. Le désordre dans les cristaux (1/3) A A l’échelle macroscopique L’assemblage des cristaux parait aléatoire l’échelle microscopique Etat solide pas toujours parfait ou ordonnée Lacunes Dislocations Polycristaux III. Le désordre dans les cristaux (2/3) Quelques défauts importants Les lacunes Atomes étrangers Défaut d’antiphase III. Le désordre dans les cristaux (3/3) Défaut de Schottky Défaut de Frenkel Conclusion