cristallochimie

Question 1

def minéral

Answer 1

solide naturel, homogène avec uns structure ordonnée et une composition chimiqie définie

déf pas rigoureuse car exceptions à chaque adjectif

Question 2

principales liaisons chimiques

Answer 2

1. liaisons fortes
   ionques, covalentes, métalliques
2. liaisons faibles
   Van der Waals, hydrogènes

Question 3

caractéristiques de la liaison:

ionique

Answer 3

1. nature :attraction électrostatique entre les ions de charges ≠
2. props structurales : non dirigée, coordination élevée entre les ions, structure dense
3. props mécaniques : dur
4. props thermiques : Tf élevée, à l’état fondu ions
5. isolants moyens
6. ex : halite

Question 4

caractéristiques de la liaison:

covalente

Answer 4

1. nature : mise en commun d’une paired’e-
2. props strucutales dirigée, coordination faible, peu dense
3. props mécaniques : dur
4. props thermiques : Tf élevée, à l’état fondu molécules
5. isolants
6. ex : diamant

Question 5

caractéristiques de la liaison:

metallique

Answer 5

1. nature : mise en commun d’e- libres
2. props structurales : non dirigée, coord. faible, très dense
3. props mécaniques : malléable
4. Tf variable
5. conducteurs
6. sodium métal

Question 6

caractéristiques de la liaison:

Van der Waals

Answer 6

1. nature liaisons faibles en atomes
2. props structurales : non dirigée, très dense, coord.faible
3. props mécas: mou
4. prop thermos : Tf basse
5. isolants
6. ex: Gaz rares isolés

Question 7

énoncé de la 1ère loi de Pauling

Answer 7

Autour de chaque cation, les anions occupent les sommets d’un polyèdre tel que l’assemblage formé soit aussi compact que possible

Question 8

1ère loi de Pauling

le rapport des rayons ioniques du cation (Rc) et de l’anion (Ra) régit :

Answer 8

1. la nature du polyèdre de coordination
2. le nombre d’anions pouvant entourer le cation central

plus le Rc est élevé, plus le cation est entouré d’un nombre élevé d’anions
nombre anions = coordinence du cation central

Question 9

1ère loi de Pauling

limites de la loi

Answer 9

1. rapports Rc/Ra calculés pour des ions assimilés à des sphères
2. rayons ioniques réels dépendent de la coordinence
3. en réalité les cristaux sont des assemblages complexes

Question 10

1ère loi de Pauling

Rc/Ra = 0,155

Answer 10

coord =3 (triangle)

Question 11

1ère loi de Pauling

Rc/Ra = 0,22

Answer 11

coord =4 (tétraèdre)

Question 12

1ère loi de Pauling

Rc/Ra = 0,414

Answer 12

coord =6 (octaèdre)

Question 13

1ère loi de Pauling

Rc/Ra = 0,645

Answer 13

coord =8 (antiprisme à base carrée)

Question 14

1ère loi de Pauling

Rc/Ra = 0,732

Answer 14

coord =8 (cube)

Question 15

1ère loi de Pauling

Rc/Ra = 1

Answer 15

coord =12 (cuboctaèdre)

Question 16

énoncé 2ème loi de Pauling

Answer 16

La somme des valences électroniques reçues par un anion de la part des cations qui lui sont liés est égale à la charge négative de cet anion

neutralité assurée à l’échelle de l’édifice et du polyèdre de coordination

Question 17

énoncé 3ème et 4ème lois de Pauling

Answer 17

1. L’existence d’arêtes/faces communes à 2 polyèdres de coord. affaiblit la stabilité de la structure cristalline
2. Plus le cation central possède un champ un champ électrostatique élevé (charge élevée et petit rayon), plus cette instabilité est importante
3. les cations ont tendance à se placer le plus loin possible les uns des autres

Question 18

3ème et 4ème lois de Pauling

possibilités d’associations entre tétraèdres

Answer 18

sommet : fréquent
arête : rare
face : impossible

Question 19

3ème et 4ème lois de Pauling

possibilités d’associations entre octaèdres

Answer 19

sommet : fréquent
arête : fréquent
face : peu fréquent

Question 20

énoncé 5 ème loi de Pauling

Answer 20

1. Dans une structure cristalline, le nombre de types ≠ de polyèdres tend à être le plus petit possible
2. un nombre important d’ions ≠ peu occuper le centre d’u même polyèdre de coord.
3. les ions qui sont équivalents chimiques sont souvent éq chimiquement cad ils ont le même polyèdre de coord.

Question 21

1ère loi de Goldshimdt

Answer 21

Pour que deux ions ayant des propriétés chimiques voisines puissent de remplacer dans un site cristallin, leur rayon ne doit pas différer de plus de 15% =>substitution totale

15 à 30% => substitution partielle

Question 22

2ème loide Goldshmidt

Answer 22

Lorsque deux ions chimiquement voisins sont en compétition pour leur fixation dans un site, l’ion qui sera incorporé préférentiellement est l’ion qui entraînera le moins de perturbation dans la structure, cad celui dont le rayon ionique est aussi proche que possible de la dimension du site d’accueil

pas nécessairement le plus petit

Question 23

3ème loi de Goldshmidt

Answer 23

Lorsque que deux ions ont même rayon ionique mais des charges différentes, c’est l’ion qui a la plus forte charge qui sera incorporé de préférence

subistitution couplée :2nd substitut° pour rétablir eq des charges

Question 24

4ème loi de Ringwood

Answer 24

Lorsque 2 ions de charges et rayons voisins sont en compétition pour un même site, c’est lion qui a la plus petite électronégativité qui est incorporé préférentiellement

Question 25

5ème loi de Goldshmidt

Answer 25

concerne les elts en trace (concentration<1%) 3 types de substitution: camouflage, capture et admission

Question 26

# subsitution camouflage

Answer 26

elt en trace a la même charge et un rayon ionique proche de l'elt à remplacer

Question 27

# substitution capture

Answer 27

l'elt en trace rentre préférentiellement dans un cristal car son potentiel ionique (rapport charge/rayon ionique est plus élevé que celui du majeur qu'il remplace

Question 28

# substitution admission

Answer 28

correspond à la situation inverse où l'elt en trace a un potentiel ionique plus faible que le majeur

Question 29

coeff de partage

Answer 29

rapportde la concentration d'un elt à l'eq entre : 1. 2 phases minérales 2. un minéral et le lique au sein duquel le minéral va cristalliser

Question 30

# variabilité de compo chimique des mnrx isotypisme

Answer 30

chimisme différent structure identique syst cristallin cubique groupe spatial Fm3m coordinence 6

Question 31

# variabilité de compo chimique des mnrx isomorphisme

Answer 31

deux espèces minérales sont isomorphes si en plus d'être isotypes, elles sont constituées de cations et d'anions de rayons ioniques suffisament proches d'une espèce à l'autre pour qu'on puisse envisager leur syn-cristallisation en cristaux mixtes ces deux espèces minérales forment alors des solutions solides la possibilité de remplacement ou de substitution isomorphe d'un ion par un autre requiert que leurs charges soient identiques

Question 32

# variabilité de compo chimique des mnrx hétéromorphisme

Answer 32

deux solutions solides dont les ions qui se substituent ont des charges différentes accompagnér d'une compensation

Question 33

# variabilité structurale isochimique des minéraux polymorphisme

Answer 33

2 espèces minérales sont dites polymorphes si elles ont la même composition mais des structures cristallines différentes