Appréhender les principales notions de (radio)cristallographie (physico-chimie de l'état solide, diffraction des rayons X) et microscopie optique.
Appréhender les principales notions de (radio)cristallographie (physico-chimie de l'état solide, diffraction des rayons X) et microscopie optique.
Le cours est articulé en 2 parties. La première partie est consacrée à l'introduction à la (radio)cristallographie (physico-chimie de l'état solide, diffraction des rayons X). Le début est consacré aux notions de symétrie moléculaire et cristalline, aux opérateurs de symétrie, aux réseaux et aux groupes spatiaux. Il se continue par l'étude des grands types de structures cristallines : métaux, alliages, sels, composés organiques, structures intermédiaires entre les différents modèles types décrits précédemment. Il se prolonge par une introduction aux méthodes expérimentales de détermination des structures, en particulier par la diffraction des rayons X. La seconde partie concerne les principes théoriques et l'utilisation du microscope polarisant.
1. Cristallographie géométrique · symétrie des figures finies · opérateurs et opérations de symétrie · combinaisons des opérateurs · les groupes ponctuels de symétrie · symétrie des figures infinies · opérateurs et opérations · les réseaux 2. les groupes spatiaux de symétrie 3. Morphologie Les grandes lois d'observation (Stenon, Haüy, loi de symétrie, etc...) 4. Cristallographie structurale (structures types) · rappel sur Forces de liaison, rayons ioniques, covalent, VdW. · les métaux exemple : cubique F, Hexagonal compact; cubique I · les cristaux ioniques NaCl, CrCl, ZnS (général MX, M2X, MX2 etc ..) · les cristaux covalents : C diamant, SiO2 · les cristaux moléculaires (liaisons H, Van der Waals) · les alliages (très brièvement) · les cristaux mixtes (C graphite etc.) · Définitions défauts Frenkel, Schottky. 5. Introduction à la Radiocristallographie · interactions RX - matière · diffusion - diffraction par plusieurs diffuseurs · équation de Laue · construction d'Ewald · absences systématiques - Loi de Friedel · aperçu d'une méthode expérimentale : rotation oscillations d'un monocristal · méthode des poudres.
Symétrie des figures finies (modèles moléculaires) Symétrie des réseaux. Symétrie des groupes d'espace (projections à deux dimensions de structures périodiques tridimentionelles). Projections stéréographiques. Diffraction des Rayons X (3 séances). Optique cristalline (8 séances).
Cours + travaux pratiques
Examen oral pour la partie théorique et travaux pratiques.
Pour les géologues. En ce qui concernent es Travaux Pratiques (TPs), une séance d’Introduction à la Minéralogie est donnée en début d’année académique afin de permettre à l’étudiant de progresser dans l’identification des minéraux de manière autonome tout au long de l’année. Les TPs de Pétrographie sont organisés au Q2. Avant chacun de ces TPs, une interrogation d’entrée est donnée à l’étudiant afin d’évaluer son avancement dans l’étude des différents minéraux (formules, systèmes cristallins et identification). Ces interrogations donneront lieu à des points bonus/malus sur la note finale du TP et éventuellement à une dispense pour l’examen (si la moyenne des interrogations >14/20). Deux échecs consécutifs à ces interrogations entraîneront une exclusion de l’étudiant concerné (pour un seul TP).
Pour les géologues, la partie Pétrographie se poursuit lors du Bloc 3 avec le cours de Pétrologie magmatique et métamorphique [SGOLB307]. La réussite des Travaux Pratiques de Pétrographie (SCHIB207) de Bloc 2 est donc primordiale et obligatoire pour la réussite totale du cours “Introduction à la radiocristallographie, minéralogie et pétrographie - Partim Géologie”.
Microscopie des milieux cristallins. A. Beugnies. Presses Académiques Européennes. Bruxelles. An introduction to igenous and metamorphic rocks. Winter. Prentice Hall.