Cours 2017-2018

Introduction à la radiocristallographie, minéralogie et pétrographie - Partim Chimie [SCHIB207]

  • 3 crédits
  • 22.5h+30h
  • 2e quadrimestre
Langue d'enseignement: Français

Acquis d'apprentissage

Appréhender les principales notions de (radio)cristallographie (physico-chimie de l'état solide, diffraction des rayons X) et microscopie optique. Maîtrisant les techniques d'identification des minéraux (diffraction Rayons X et microscope polarisant), les étudiants sont capables de décrire et identifier les roches sédimentaires, magmatiques et métamorphiques (géologues uniquement).

Objectifs

Appréhender les principales notions de (radio)cristallographie (physico-chimie de l'état solide, diffraction des rayons X) et microscopie optique. Maîtrisant les techniques d'identification des minéraux (diffraction Rayons X et microscope polarisant), les étudiants sont capables de décrire et identifier les roches sédimentaires, magmatiques et métamorphiques (géologues uniquement).

Contenu

Le cours est articulé en 3 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. L'approche pratique de la détermination des phases minérales est mise en évidence. Maîtrisant les techniques d'identification des minéraux (diffraction Rayons X et microscope polarisant), les étudiants sont capables de décrire et identifier les roches sédimentaires, magmatiques et métamorphiques (3ème partie, pour géologues uniquement).

Table des matières

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.

Description des exercices

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).


Méthodes d'enseignement

Cours + travaux pratiques (+ Excursion pour géologues uniquement)

Mode d'évaluation

Examen théorique écrit. Examen de travaux pratique écrit + oral.

Sources, références et supports éventuels

Microscopie des milieux cristallins. A. Beugnies. Presses Académiques Européennes. Bruxelles. An introduction to igenous and metamorphic rocks. Winter. Prentice Hall.

Langue d'enseignement

Français

Lieu de l'activité

NAMUR

Faculté organisatrice

Faculté des sciences
Rue de Bruxelles, 61
5000 NAMUR

Cycle

Etudes de 1er cycle