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La cristallographie : structures cristallines et propriétés des solides

Fiche de révision · Physique-Chimie · Term

L'essentiel du cours

  1. Chapitre 1 : Du solide désordonné au cristal ordonné

    Un cristal = motif + réseau périodique dans les trois dimensions.

  2. Chapitre 2 : Maille cubique simple et cubique faces centrées

    La structure CFC est plus compacte et plus dense que la structure cubique simple.

  3. Chapitre 3 : Propriétés macroscopiques et structure cristalline

    Les liaisons entre entités dictent dureté, conductivité et résistance thermique.

  4. Chapitre 4 : Déterminer une structure par diffraction et applications

    La diffraction des rayons X relie l'échelle atomique aux propriétés observables.

Teste-toi · 8 questions

  1. 1.Un solide cristallin se caractérise par :

    1. A.uniquement des liaisons covalentes
    2. B.un arrangement périodique d'entités
    3. C.un désordre total des entités
    4. D.l'absence de maille élémentaire
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    Réponse B : un arrangement périodique d'entités

    Un cristal est défini par un ordre à longue distance : son motif se répète périodiquement dans l'espace.

  2. 2.Dans une maille cubique simple, combien d'atomes sont en propre ?

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    Réponse : 1

    Chacun des 8 atomes aux sommets est partagé entre 8 mailles, donc 8 × 1/8 = 1 atome en propre.

  3. 3.La compacité d'une structure cubique faces centrées vaut environ :

    1. A.0,74
    2. B.0,52
    3. C.1,00
    4. D.0,68
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    Réponse A : 0,74

    La structure CFC a une compacité de 0,74, ce qui est le maximum avec l'hexagonal compact.

  4. 4.Le graphite conduit l'électricité car :

    1. A.il ne possède aucune liaison chimique
    2. B.ses liaisons covalentes sont très rigides
    3. C.des électrons sont délocalisés dans les feuillets
    4. D.des ions sont mobiles dans toute la structure
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    Réponse C : des électrons sont délocalisés dans les feuillets

    Dans le graphite, chaque atome de carbone utilise trois électrons pour des liaisons covalentes, le quatrième étant délocalisé dans le plan, ce qui permet la conduction.

  5. 5.La loi de Bragg s'écrit :

    1. A.nλ = 2d sin θ
    2. B.2n = dλ sin θ
    3. C.λ = d sin θ
    4. D.d = λ sin θ
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    Réponse A : nλ = 2d sin θ

    La loi de Bragg est nλ = 2d sin θ, où n est un entier, λ la longueur d'onde, d la distance interréticulaire et θ l'angle de diffraction.

  6. 6.Quel matériau est amorphe ?

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    Réponse : Verre

    Le verre est un solide amorphe : il ne possède pas d'ordre périodique à longue distance, contrairement au quartz, au sel et au diamant.

  7. 7.La coordinence dans une maille cubique faces centrées est :

    1. A.4
    2. B.12
    3. C.8
    4. D.6
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    Réponse B : 12

    Dans une structure CFC, chaque atome a 12 plus proches voisins, ce qui correspond à une coordinence de 12.

  8. 8.La masse volumique d'un cristal dépend :

    1. A.uniquement du nombre de défauts
    2. B.uniquement de sa couleur
    3. C.uniquement de la température
    4. D.de la multiplicité, de la masse molaire et du volume de la maille
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    Réponse D : de la multiplicité, de la masse molaire et du volume de la maille

    La masse volumique se calcule par ρ = Z×M / (N_A×a³) : elle dépend donc de la multiplicité Z, de la masse molaire M et de l'arête a de la maille.