Energie et entropieLa 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

Lieu de croissance Formation du cristal Type de cristal

0 à -8 °C Axe vertical de symétrie

Les bases hexagonales du prisme de départ croissent plus vite que les faces rectangulaires

Aiguilles ou colonnes

-9 à -16 °C Plan hexagone Formation de cristaux plats

Plaquettes

-17 à -20 °C Sens des sommets de l’hexagone

Croissance rapide due à la forte quantité de vapeur d’eau

Evolution des plaquettes en dendrites ou étoiles

-20°C et plus Les molécules d’eau s’accrochent sur les angles

Développement des arêtes du prisme

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 l’échelle macroscopique

L’assemblage des cristaux parait aléatoire

A 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