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LA CRISTALLOGRAPHIE Un cristal est un solide dont la structure atomique est ordonnée et périodique dans les trois directions de l'espace, par opposition au solide amorphe. La cristallographie est une science qui étudie la formation, la forme, les caractéristiques géométriques et les propriété des cristaux. Les cristaux les plus communs la neige, le sucre, les sels, les silicates, les oxydes, les sulfures, les métaux et les pierres précieuses Il n’y pas de cristaux dans la vaisselle, les bijoux ou les sculptures en cristal. Le terme est trompeur mais vient du fait que ce verre "cristal" possède, du fait d'un apport important de plomb dans sa composition, une plus grande densité, un indice de réfraction supérieur et donc un plus grand éclat que les autres verres.
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LA CRISTALLOGRAPHIE
Un cristal est un solide dont la structure atomique est
ordonnée et périodique dans les trois directions de
l'espace, par opposition au solide amorphe.
La cristallographie est une science qui étudie la
formation, la forme, les caractéristiques géométriques
et les propriété des cristaux.
Les cristaux les plus communs
la neige,
le sucre,
les sels,
les silicates,
les oxydes,
les sulfures,
les métaux
et les pierres précieuses
Il n’y pas de cristaux dans la vaisselle, les bijoux ou les sculptures en cristal. Le terme est trompeur mais vient du fait que ce verre "cristal" possède, du fait d'un apport important de plomb dans sa composition, une plus grande densité, un indice de réfraction supérieur et donc un plus grand éclat que les autres verres.
STRUCTURE CRISTALLINE
ET NON CRISTALLINE
Le quartz a une structure cristalline : elle est ordonnée.
Le verre est amorphe, sa structure est désordonnée.
Ils ont tous deux 4 atomes d’oxygène et 1 atome de
silicium.
Quartz Structure ordonnée
Verre Structure désordonnée
LE QUARTZ
Structure atomique du quartz:
1 atome de silicium +
4 atomes d’oxygène.
On trouve le quartz à l’état naturel
dans les roches:
granite
grès
sable …
C’est le minéral le plus commun.
Le quartz est très utilisé dans l’industrie où
Les cristaux sont fabriqués par l’homme. la réalisation de sols industriels (anti-usure)
l'épuration des eaux
le sablage industriel
matériau de décoration (parcs, allées, parkings…)
horlogerie, joaillerie.
CRISTAUX DE VIRUS
Certains cristaux sont constitués par des virus.
A partir de ces cristaux on peut obtenir par diffraction de
rayons X, la structure à l’échelle atomique de chaque virus.
Sculpture représentant la structure complexe du virus de la grippe H1N1
L’observation directe par microscope
électronique permet de visualiser les
cristaux et de reconstruire
l’enveloppe du virus en 3 dimensions.
En combinant les informations
obtenues par diffraction des
rayons X et par microscopie
électronique, on peut obtenir des
modèles de virus.
LES BACTERIES FONT DES
CRISTAUX
La bactérie Escherichia Coli, un des micro-organismes
les plus étudiés par les biologistes, est capable de con-
trôler la cristallisation du chlorure de sodium pour crée
des structures biominérales en trois dimensions à
l'intérieur desquelles elles hibernent.
À l'état végétatif, Bacillus thuringiensis a la
forme d'un bâtonnet de 5 µm de long sur 1 µm
de large.
Il peut synthétiser et excréter des cristaux
mortellement toxiques pour certains insectes.
La bactérie Pseudomonas syringae a la
capacité de cristalliser les gouttes d'eau
quand la température approche 0 °C: elle
est utilisée par certaines stations de ski
pour produire de la neige artificielle.
CRISTAUX DE MATERIAUX
SEMI-CONDUCTEURS
Les semi-conducteurs
constituent la base des
nombreux composants
électroniques. (puces)
Le silicium est très utilisé
dans les composants
électroniques..
Pépite de silicium
Plaque de silicium
Le germanium est un
élément chimique de la
famille des cristallogènes
De quoi sont composées les étoiles ou les planètes ?
Que sait-on des processus du vivant ?
Comment expliquer les propriétés de la matière et imaginer de
nouveaux matériaux ?
Pourrons-nous un jour lutter de façon efficace contre les virus,
les catastrophes naturelles ou la pollution ?
La plupart de ces questions ne peuvent être résolues que par
une connaissance approfondie de la structure intime de la ma-
tière.
En effet, les propriétés macroscopiques des
matériaux qui nous entourent – minéraux,
plastiques ou encore matière biologique –
sont directement liées à la composition ato-
mique mais aussi à l’arrangement des atomes
entre eux.
LES ENJEUX DE LA
CRISTALLOGRAPHIE
LES ARBRES A CRISTAUX
Des ateliers scientifiques menés par les élèves de CM1 et CM2
des écoles de Mandres la Côte et de Nogent (Baudon-Rostand).
Cristallisation du sel de potassium . Posé dans une solution de sel de potassium, la solution
monte par capillarité dans l’arbre réalisé en buvard
serti entre 2 feuilles de rhodoïd pour la rigidité.
L’eau s’évapore aux extrémités des branches et le sel
cristallise.
Avec du colorant, les cristaux se parent de toutes les
couleurs.
