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[Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos




  1. #1
    .:Spip:.

    [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    Bonjour,


    Allez, on y va pour un petit paquet d'exercices pour maitriser la cristallo. Il peut manquer des valeurs numériques comme le nombre d'avogadro, une masse molaire etc..., mais cela se trouve facilement

    Compacité et coordinance cubiques :

    Le vanadium cristalise avec une structure cubique.
    densité : 5.96
    rayon atomique : 133pm
    1/ determiner le type d'assemblage qui permet la description de son réseau
    2/ calculer :
    compacité
    coordinence

    Structure du germanium

    Le germanium cristallise dans le système de type diamant de paramètre a=566pm

    1/ decrire la structure, et donner la coordinence d'un atome de germanium
    2/ rayon atomique ?
    3/ compacité ?
    4/ masse volumique ?

    Oxydes ioniques

    les oxydes de magnésium MgO et de cobalt CoO possèdent des structures cristallines ioniques.
    les mailles présentent une symétrie cubique

    1/ Préciser, et décrire succintement le type structural des deux oxydes (coordinence : 6 pour Mg 2+ et Co2+)
    2/ Le parametre de la maille de MgO vaut a_1=420pm
    Calculer la valeur approximative de O2-, le rayon ionique de Mg2+ étant voisin de 70pm. Le reseau est il compact ?

    3/ prévoir, avec un rayon ionique de l'ion Co2+ egal à 78pm, la valeur approximative du paramètre a_2 de la maille cristalline de l'oxyde de cobalt.

    Voila, je pense que c'est déja un bon petit début.


    François

    -----

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  3. #2
    calimeo5o

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    Salut Spip !

    Alors pour la cristallo, je peux dire que ça frôle la catastrophe
    Je ne comprend rien et le pire c'est que je n'arrive pas à en faire un cours ... trop de détails ... pff ... la misère quoi !! 2h que je m'énerve devant ma feuille (soupir)

    Voici mes questions (désolé pour le peu de réponses ) par rapport aux exercices donnés ...

    Citation Envoyé par .:Spip:. Voir le message
    Compacité et coordinance cubiques :

    Le vanadium cristalise avec une structure cubique.
    densité : 5.96
    rayon atomique : 133pm
    1/ determiner le type d'assemblage qui permet la description de son réseau
    2/ calculer :
    compacité
    coordinence
    1) Le vanadium cristallise avec une structure cubique donc le réseau est cubique (super ... je sais lire un énoncé ^^)
    Cependant, comment savoir à partir des données si le vanadium a une structure cubique compacte CFC ou une structure cubique non compacte CC ? Là, je sèche complètement et ça ne le fait point du tout dès la première question !!
    Et puis, grosso modo, quels sont les différents types d'assemblage ?? (à part cubique, hexagonal ...)

    2) Compacité : C = [Z.(4/3).Pi.(r^3)] / (a^3)
    Z = atomicité = 8 x (1/8) + 1 = 2 atomes/maille ... sans certitude ?!
    Pour le rayon, je trouve r = (aV3) / 4
    V -> racine carré
    En remplacant dans la formule de la compacité, je trouve C = 68%
    Pour la coordinence, NO IDEA !!
    Comment détermine-t-on la coordinence ? Et que permet-elle de déduire ? Je n'ai rien trouvé à ce sujet sur le net mais je vais chercher encore et encore !!

    Vla pour l'exo 1 => déjà tout desespéré le petit

    Citation Envoyé par .:Spip:. Voir le message
    Structure du germanium

    Le germanium cristallise dans le système de type diamant de paramètre a=566pm

    1/ decrire la structure, et donner la coordinence d'un atome de germanium
    2/ rayon atomique ?
    3/ compacité ?
    4/ masse volumique ?
    1) Structure du diamant = structure cubique compact
    Pour la coordinence, je sèche encore une fois ... !!!
    2) d = 2r
    aV3 = 4d = 8r => r = (aV3) / 8
    3) Même formule précédente pour la compacité mais l'atomicité me pose ici problème ...
    Z = 8 d'après un cours mais comment le démontrer ?!
    Donc la compacité vaut C = 34%
    On a de la chance les "r" s'en vont ... soit C = (Pi.V3) / 16 = 0.34
    4) Masse volumique :
    p = (Z.M) / (N.a^3) en kg/m^3
    M = masse molaire = 72.59 g/mol (merci google ^^)
    N = nombre d'Avogadro = 6.02.10^23
    d'où la masse volumique est de p = 5320.11 kg/m^3

    Citation Envoyé par .:Spip:. Voir le message
    Oxydes ioniques

    les oxydes de magnésium MgO et de cobalt CoO possèdent des structures cristallines ioniques.
    les mailles présentent une symétrie cubique

    1/ Préciser, et décrire succintement le type structural des deux oxydes (coordinence : 6 pour Mg 2+ et Co2+)
    2/ Le parametre de la maille de MgO vaut a_1=420pm
    Calculer la valeur approximative de O2-, le rayon ionique de Mg2+ étant voisin de 70pm. Le reseau est il compact ?
    3/ prévoir, avec un rayon ionique de l'ion Co2+ egal à 78pm, la valeur approximative du paramètre a_2 de la maille cristalline de l'oxyde de cobalt.
    J'ai laissé tombé ... rien que l'énoncé fait peur
    Comment décrire le type structural de 2 oxydes à partir de leur coordinence ? En gros, cette question rejoint l'autre posée dès le premier exercice.

    Voila pour aujourd'hui ... UNE LONGUE PAUSE S'IMPOSE !!!!!
    Dernière modification par calimeo5o ; 14/08/2007 à 19h09.
    Esprit malicieux plein de curiosité glissé dans la peau de milliards de cellules.

  4. #3
    .:Spip:.

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    Bon, pas de panique, on va reprendre les choses.

    déja, je sais qu'au programme de PC on a :
    Cubique simple CS : c'est donc un simple cube; constitué de 8 atomes ce qui donne un atome par maille (chacun a une appartenance de 1/8)

    CC : un atome au centre : 2 atomes / maille
    CFC : chaque face comporte un atome d'ou 8x1/8+6x1/2=4 atomes par maille

    Pour le premier exo, on ne peut pas faire la deuxieme question sans la premeire (meme si tu l'a bien amorcée), car on doit savoir si c'est un CS CC CFC.

    Pour le savoir, et bien on fait l'hypothese du CC, et on cherche si cela colle avec les donées : On considère que les atomes sont simplement des boules qui sont en contacts les unes aux autres. Tu as le rayon, vérifie la densité

    En fait la question est bonne, car tu trouvera bien 2 atomes / maille, tu as fait ca au hasard ?

    La coordinence : c'est cimplement le nombre de contact : pour un CS :
    je prend un atome : il en a un au dessus, un en dessous, un a gauche, a droite devant et derrière. donc 6

    Pour le diamant, ca c'est a savoir, c'est du CFC. (toujours plein de truc à apprendre par coeur en chimie qui servent a rien )

    Le dernier exo, ca joue sur la connaissance des sites tetraedrique et octaédrique. ce n'est pas évident du premier coup, faut voir "le truc". si tu veux, je t'enverrai queques trucs de mon cours de chimie (poly certes pas très agréable que notre prof de chimie nous a donné toute l'année en guise de cours )

    J'espère que ces premières explications te seront utiles

    Bon courage.

    François

    PS : il a aussi l'héxagonal compact HC, a cheval du programme, c'est un poil plus compliqué, mais déja il faut bien comprendre les cubes ^^
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  5. #4
    calimeo5o

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    Salut !!

    Déjà MERCI pour tes explications !!
    Grâce à elles et grâce aux schémas que j'ai trouvé sur le net, j'ai réussi à assimiler les diverses structures cubiques.
    Par contre, la structure hexagonale HC (compacte) m'a un peu rebuté mais une fois que l'on "voit" la perspective du cristal, c'est beaucoup plus compréhensible Mais comme tu dis, restons d'abord avec nos amis les cubes ^^

    Pour le premier exercice, et après lecture du cours, je me suis aperçu que j'ai assimilé le vanadium comme étant un cristal de structure cubique (comme le dit le sujet) non compacte CC puisque je trouve 68% de compacité au lieu de 74% (structure cubique compacte CFC) ET 2 atomes par maille pour l'atomicité ... donc la le but de l'exercice était bien de montrer que le vanadium est un cristal de structure cubique CC !!
    Mais je vais tout refaire car là je m'aperçois vraiment que c'était un coup de chance car je n'ai pas utilisé la densité pour vérifier si cette structure cubique était la bonne ..

    Pour l'exercice 2, j'avais bien compris que le diamant (donc le germanium) est de structure CFC (merci google ^^) donc là je peux répondre que sa coordinence vaut 4 atomes par maille (merci spip ^^).
    Petite question : peut-on dire que vu que le diamant est CFC, sa coordinence est de 4 directement, bien sûr en donnant le calcul ?? En gros, dès qu'on reconnaît la structure du cristal, d'après le cours, on connaît directement la coordinence ?? Cependant, y-a-t-il des cas particuliers ?
    Pour la suite, je pense que les réponses sont bonnes non ??
    C'est l'exercice où j'étais le plus fier LoL

    Pour le dernier exercice, les sites tétraedrique et octaédrique se retrouvent-ils dans toutes structures cristallines cubiques CC, CS et CFC ?

    Je vais y réfléchir cet après-midi ... Remerci en tout cas !!
    Dernière modification par calimeo5o ; 15/08/2007 à 12h40.
    Esprit malicieux plein de curiosité glissé dans la peau de milliards de cellules.

  6. #5
    .:Spip:.

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    Pour l'exo 2, c'est presque tout bon, il faut que tu retouches à la qu 2.

    je suis OK pour la partie de gauche, mais pas celle de droite...

    Pour l'exo 1, c'est bon, suaf pour la determination du CC/CS/CFC. on étudie les trois cas sachant le nombre d'atome / maille et la densité, on voit s'il y cohérnce ou non, normalement, on est quand meme obligé de se taper les trois cas.

    Je vais aussi t'envoyer les cours par MP très bientot. cela t'aidera pour le site etc

    la coordinence, pour moi lancer le petit calcul et le resultat est le grand maximum que l'on fera dans un exo a mon avis, parce que sinon, on ne s'en sort plus.

    François
    Soyez libre, utilisez Linux.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    calimeo5o

    Smile Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    De retour .. et cette fois-ci tous pleins de réponses !! (bonnes ou mauvaises? On verra )

    Je te remercie pour ton cours ... je le lirais ce soir.

    Alors, reprenons :

    EXERCICE I

    1) Le vanadium cristallise avec une structure cubique. On a donc 3 hypothèses :
    1 - structure cubique simple CS
    L'atomicité vaut Z = (1/8) x 8 = 1 atome par maille
    2 - structure cubique non compacte CC
    Z = (1/8) x 8 + 1 = 2 atomes par maille
    3 - structure cubique compacte CFC
    Z = (1/8) x 8 + (1/2) x 6 = 4 atomes par maille

    Déterminons maintenant les rayons pour chaque cas :
    1 - CS : r = (a/2)
    soit a = 2r
    2 - CC : L'atome au centre du cube appartient à la diagonale du cube
    Or la diagonale du cube d vaut d² = a² + (aV2)² d'après Pythagore
    soit d = aV3
    NB : aV2 est la diagonale d'une face
    Or d est aussi égale à 4r soit r1 + 2r + r2
    r1 : rayon de la sphère au sommet 1 du cube
    2r : diamètre de la sphère au centre du cube
    r2 : rayon de la sphère au sommet 2 du cube
    (désolé si je ne peux illustrer cela avec un schéma ici)
    d'où d = 4r = aV3
    donc r = (aV3) / 4
    soit a = (4r) / V3
    3 - CFC : Chaque face du cube comporte un atome
    Rappelons que la diagonale d'une face d'un cube vaut aV2
    donc d = 4r = aV2
    d'où r = (aV2) / 4 = a / (2V2)
    soit a = 2V2.r

    On a la densité d dans l'énoncé. Soit p la masse volumique.
    d = p/pEAU avec pEAU = 1000
    Or p = (Z.M) / (Vm.Na)
    avec :
    Vm = a^3
    Na = nombre d'Avogadro = 6.02.10^23 mol(-1)
    On sait (d'après Google ) que M(vanadium) = 50,9415 g/mol

    donc d = (Z.M) / (a^3.Na.pEAU)
    On remplace a selon la structure cubique et on obtient au final (valeur numérique approximative)
    Pour CS : d = 4,496 = 4,5
    Pour CC : d = 5,84 = 5,9
    Pour CFC : d = 6,36 = 6,4
    Or, d = 5,96
    Alors la structure du vanadium est cubique non compacte CC. On peut le représenter par un cube avec un atome sphérique au centre et qui posséde à chacun de ses sommets d'autres sphéres toutes collées à celle du centre.
    En gros, 4 sphères au dessus de la sphère au centre et 4 sphères en dessous ...

    2)
    La compacité se calcule à partir de la formule :
    C = (Z.(4/3).Pi.r^3) / a^3
    On remplace r par (aV3)/4 comme il s'agit d'une structure CC et on trouve au final 68% ce qui montre bien que la structure CC n'est pas compacte. (autre argument pour prouver la réponse ci-dessus)

    La coordinence est le nombre d'atomes qui entoure un autre atome. Dans le cas d'une cristal CC, on a vu précédemment que l'atome au centre était entouré de 8 atomes (4 au dessus et 4 en dessous).
    La coordinence vaut donc 8.

    EXERCICE II

    Je ne refais que la question 2 car les autres s'averaient être bonnes (moi flemmard !! mais noooonn ^^)

    Le germanium a une structure semblable au diamant donc il possède une structure cubique CFC.
    Reprenons donc l'égalité : 4d = 8r = aV3
    Soit r = (aV3) / 8 = 0,1225 nm

    EXERCICE III

    1) La coordinence des 2 oxydes est de 6 donc leur structure est de type cubique simple CS (cf au-dessus) : 1 ion au dessus, 1 en dessous, 1 à droite, 1 à gauche, 1 devant et 1 derrière).
    Chaque ion se trouve au centre d'un octaèdre dont les sommets sont occupés par des ions de signe contraire.

    2) a1 (MgO) = 420 pm
    Soit :
    r+ = rayon ionique du cation Mg2+ = 70 pm
    r- = rayon ionique de l'anion O2-
    Structure cubique CS donc r = a1 / 2
    soit r = 420/2 = 210 pm
    Or r = r+ - r-
    d'où r- = r - r+ = 210 - 70 = 140 pm

    Calculons la compacité. En reprenant la formule C = (Z.(4/3).Pi.r^3) / a^3 et en remplaçant r par a1 / 2
    On trouve C = Pi/6 = 52%
    La structure n'est donc pas compacte.

    3) Soit :
    r+ = rayon ionique du cation Co2+ = 78 pm
    r- = rayon ionique de l'anion O2- = 140 pm
    Dans le cas d'une structure cubique CS,
    r = a2/2 = r+ + r-
    d'où a2 = 2(r+ + r-) = 2(78 + 140) = 436 pm

    Voilà !! Ca y est

    Plus qu'à espérer que c'est un bon travail pour un début d'exercices sur la cristallographie.
    Esprit malicieux plein de curiosité glissé dans la peau de milliards de cellules.

  9. #7
    .:Spip:.

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    salut !

    EX 1
    1/ : Le CS : ok
    Le CC, ok aussi
    le cfc, c'est bon

    le calcul et la determination de la structure sont impécable, petite ramrque, en chimie, on n'utilise pas le systeme MKSA, mais plutot le CGS, donc le p_eau vaut 1, plus besoin de de l'ecrire

    2/ compacité : ok
    coordinence aussi

    Ex II : rien a a signaler.

    EX III

    il n'y a que la premiere question qui ne soit pas bonne, une coordinence 6-6 ce retrouve dans la sel : NaCl :
    http://chimie.scola.ac-paris.fr/site...tallo/nacl.htm
    la tu as un dessin.

    Voila
    François
    Soyez libre, utilisez Linux.

  10. Publicité
  11. #8
    calimeo5o

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    Bonjour à toi Spip !!

    oK pour pEAU ... et merci pour le lien.

    Ca fait plaisir d'avoir fait un bon truc

    Sinon, est-ce que tu aurais d'autres exercices de cristallographie portant plus particulièrement sur les structures cristallines ioniques (du genre NaCl) s'il te plaît ? z'en veux encore

    Merci d'avance...

    Esprit malicieux plein de curiosité glissé dans la peau de milliards de cellules.

  12. #9
    calimeo5o

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    J'ai oublié une petite remarque sur l'exercice III ... désolé !!

    La structure des cristaux MgO et CoO est bien du même type que celle de NaCl ...
    Je reprend ...
    Pour trouver le réseau de type NaCl, il faut que :
    0,41 < (r+)/(r-) < 0,73

    Pour MgO :
    (r+)/(r-) = 70 / 140 = 0,5

    Pour CoO :
    (r+)/(r-) = 78 / 140 = 0,557

    Les résultats se trouvent bien dans l'intervalle donné !!

    Sinon, je viens de m'apercevoir, pendant que je faisais les calculs, que certaines valeurs n'étaient pas données dans l'énoncé donc la première question ne pouvait pas être justifié de cette façon là ... Enfin, les résultats permettaient simplement de valider la réponse 1.

    Comment aurait-on pu le prouver alors ? Fallait-il juste dire qu'étant donné leur coordinence valant 6, ces cristaux sont bien du type NaCl et en gros faire le dessin du cristal NaCl en remplaçant les anions et les cations par ceux donnés dans l'énoncé ( Co2+, O2- pour CoO et Mg2+, O2- pour MgO) ?
    Dernière modification par calimeo5o ; 16/08/2007 à 14h12.
    Esprit malicieux plein de curiosité glissé dans la peau de milliards de cellules.

  13. #10
    .:Spip:.

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    Citation Envoyé par calimeo5o Voir le message
    Fallait-il juste dire qu'étant donné leur coordinence valant 6, ces cristaux sont bien du type NaCl et en gros faire le dessin du cristal NaCl en remplaçant les anions et les cations par ceux donnés dans l'énoncé ( Co2+, O2- pour CoO et Mg2+, O2- pour MgO) ?
    oui

    les verifs sur les rayons a posteriori indique que le résultat n'est pas faux, mais il n'indique pas qu'il est correct

    Voila un autre exo :

    Un composé ionique CxAy cristallise avec uen structure cubique. Il est composé de cation Cp+ et d'anion de rayons ionique resp. de 100 et 135 nanometres.

    1 indiquez les types de structures possibles (parmis celle du cours)
    2 precisez la valeur du/des paramètres(s) de la maille
    3 Le composé a une masse molaire de 172 g/mol et une masse vol. de 7.13 kg/m3
    > determiner la scructure reelle du composé.
    4 etablir la relation qui doit exister entre p et q
    Quelle est la nature du composé si A est l'oxygène.


    J'ai trouvé aussi un probleme cette fois ci de l'agreg d ephysique 2005 avec de l'HC, de la formule de Bragg etc ... si ca te dit, je le mettrai, mais dan sun autre topic, vu que ce sera un cran au dessus.

    Amicalement
    François
    Soyez libre, utilisez Linux.

  14. #11
    FonKy-

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    Salut les mecs j'aimerai faire vos exos mais je ne connais rien a la cristallo alors qu'il me semble que je devrais .. mais la faute a qui ?? alors si vous connaissiez un ou des sites qui rappelle ce que doit savoir un MP ca serait cool ! merki
    et est-ce qu'un MP doit savoir faire ces exos ici present ?

    Merci, FonKy-

  15. #12
    .:Spip:.

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    voici le programme chimie MPSI :

    1. Généralités

    1.1 Définitions
    1.2 Les différents réseaux

    2. Les réseaux métalliques

    2.1 Hexagonal compact ABAB
    2.2 Cubique face centrée ou hexagonal ABCABC
    2.3 Cubique centré

    3. Cristaux ioniques

    3.1 Structure de type CsCl
    3.2 Structure de type NaCl
    3.3 Structure de type ZnS (Blende et Würtzite)
    3.4 Structure de type CaF2 (fluorine)

    4. Cristaux covalents

    4.1 Le diamant
    4.2 Le graphite

    5. Cristaux moléculaires

    5.1 Structure de la glace
    5.2 Cristal de dioxyde de carbone (carboglace)
    tiré de http://perso.orange.fr/bateliers/wil...c/mpsichim.doc

    Tu peux faire les exos ci dessus sans problème , je suppose que dans def, il y a conpacité coordinence etc...

    François
    Soyez libre, utilisez Linux.

  16. #13
    calimeo5o

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    Salut !!

    Merci pour l'exercice Spip ... Je le regarderais sûrement demain car cette après-midi c'est plage au programme !!

    Par contre, pour ce qui est du programme de chimie en MPSI, est-il semblable à celui de PCSI ? Comme cela, je pourrais me fixer par rapport à ce dernier pour réviser mon concours.
    De plus, je devrais également voir le programme chimie de MP ... ce qui est bien c'est qu'il n'y a pas beaucoup de chimie mais est-elle abordable vu mon niveau ?

    Merci d'avance.

    Bon courage Fonky_ pour le cours.
    Esprit malicieux plein de curiosité glissé dans la peau de milliards de cellules.

  17. #14
    FonKy-

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    Citation Envoyé par .:Spip:. Voir le message
    voici le programme chimie MPSI :



    tiré de http://perso.orange.fr/bateliers/wil...c/mpsichim.doc

    Tu peux faire les exos ci dessus sans problème , je suppose que dans def, il y a conpacité coordinence etc...

    François
    tu as vu la date ? et je m'en suis rendu compte quand j'ai vu des chapitres que je n'avais jamais vu oO mais c'est sympa quand meme

    Citation Envoyé par calimeo5o Voir le message

    Par contre, pour ce qui est du programme de chimie en MPSI, est-il semblable à celui de PCSI ?
    MP signifie math-physique et PC physique chimie =) je te laisse conclure
    et merci

    FonKy-

  18. #15
    calimeo5o

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    Citation Envoyé par FonKy- Voir le message
    MP signifie math-physique et PC physique chimie =) je te laisse conclure
    Je sais ça mais je voulais juste savoir si c'était les mêmes chapitres qui étaient abordés ... bien sûr bien qu'ils soient plus ou moins poussés selon les filières.

    Tiens pour ton programme CHIMIE de MP => ici

    Voici pour la MPSI =>

    Finalement, la Chimie en MPSI m'a l'air aussi complète que celle de PCSI ... m'enfin quand je dis ça, je dis rien

    Et il y a bien de la cristallographie Fonky_ ... Bon courage !!
    Esprit malicieux plein de curiosité glissé dans la peau de milliards de cellules.

  19. #16
    .:Spip:.

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    Citation Envoyé par calimeo5o Voir le message

    Finalement, la Chimie en MPSI m'a l'air aussi complète que celle de PCSI ... m'enfin quand je dis ça, je dis rien
    ca serait oublier la chimie orga... il y au moins ca, et peut etre d'autres détails.

    François
    Soyez libre, utilisez Linux.

  20. #17
    calimeo5o

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    Salut !!

    Désolé pour le retard mais j'étais assez occupé ...
    Je vais essayer de faire quelque chose sur le moment ... J'en profite d'avoir l'ordi de libre, une feuille blanche, un petit stylo et ma petite calculatrice chérie !!

    Alors c'est parti ...

    Citation Envoyé par .:Spip:. Voir le message
    oui
    Un composé ionique CxAy cristallise avec uen structure cubique. Il est composé de cation Cp+ et d'anion de rayons ionique resp. de 100 et 135 nanometres.

    1 indiquez les types de structures possibles (parmis celle du cours)
    2 precisez la valeur du/des paramètres(s) de la maille
    3 Le composé a une masse molaire de 172 g/mol et une masse vol. de 7.13 kg/m3
    > determiner la scructure reelle du composé.
    4 etablir la relation qui doit exister entre p et q
    Quelle est la nature du composé si A est l'oxygène.
    1 - Structures possibles :
    -> cubique simple CS
    -> cubique non compacte CC
    -> cubique compacte CFC

    2 - Paramètre(s) de la maille selon la structure cubique :
    (Faut-il considérer le paramètre de la maille comme étant uniquement "a" ou la compacité et la coordinence en font-ils partis ?)
    -> CS : r = a/2 soit a = 2r
    d'où a = 2(r+ + r-) = 2(100+135) = 470 nm
    -> CC : r = (aV3)/4
    soit a = (4r)/V3 = (4.235)/V3 = 542,7 nm
    -> CFC : r = (aV2)/4
    soit a (4r)/V2 = (4.235)/V2 = 664,7 nm

    3 - J'ai joué au glandeur visant l'efficacité et la rapidité ... pas utilisé la masse molaire et la masse volumique ... (même s'il le fallait sûrement ^^)
    Alors, déterminons le rapport (r+)/(r-)
    Soit (r+)/(r-) = 100/135 = 0,74
    On remarque que : (r+)/(r-) > (ou égal à) 0,732
    La structure réelle du composée est identique à celle du cristal CsCl (structure cubique de type CC)
    Je pense que via la masse volumique et la masse molaire, on va devoir calculer la compacité pour voir si elle vaut bien 68% histoire de montrer qu'il s'agit bien d'une structure CC ...

    4 - Alors là, je sèche un peu quand même ... Je ne vois pas comment on peut faire une relation entre p, q et le reste des données !!
    Pour ma part,
    CxAy = x Cp+ + y = 172
    Après blocage ... à cause des charges !!!

    J'ai trouvé aussi un probleme cette fois ci de l'agreg de physique 2005 avec de l'HC, de la formule de Bragg etc ... si ca te dit, je le mettrai, mais dans un autre topic, vu que ce sera un cran au dessus.
    Ok .... Je ne savais pas que la formule de Bragg était au programme !!!!
    Bah ... ça va faire un truc en plus à découvrir et à apprendre :P

    Sinon merci pour le problème !!

    A+
    Esprit malicieux plein de curiosité glissé dans la peau de milliards de cellules.

  21. #18
    .:Spip:.

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    salut

    Ok, je posterai le probleme d'agreg dès que j'aurai un peu de temps.

    je ne suis pas trop d'accord, en fait, ta réponse 3, c'etait ce que l'on demandait en 1
    La on a soit un CsCl (1) comme tu as dit ou bien un CaF_2 (2) ... je te laisse corriger le tir.

    Dans la question 2, on va donc traiter ces deux cas, mais attention, il y a un petit rayon et un grand rayon, car on a deux types d'atomes 1&2 (en tout cas j'ai pas les meme resultats que toi, détaille un peu avec r+ et r- partout) oncherche bien seulement a_1 et a_2 comme paramètre.

    3/ il faut utiliser la masse volumique et comparer entre le Z théorique, et celui calculé.

    Pour la derniere on sait que Aq-=O2- et on a aussir la masse molaire ... trouve le n° de Mendeleiv dans l'annuaire, il t'aidera

    François
    Soyez libre, utilisez Linux.

  22. #19
    calimeo5o

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    Citation Envoyé par .:Spip:. Voir le message
    Ok, je posterai le probleme d'agreg dès que j'aurai un peu de temps.
    Merci d'avance

    Citation Envoyé par .:Spip:. Voir le message
    La on a soit un CsCl (1) comme tu as dit ou bien un CaF_2 (2) ... je te laisse corriger le tir.
    Ok ... merci ... J'arrive à mieux cerner maintenant la distinction entre la résolution d'un exercice sur les cristaux métalliques de celui sur les cristaux ioniques.
    Pour reconnaitre une structure cristalline cubique ionique, il faut donc d'abord résoudre le rapport (gros rayon r+ / petit rayon r-) pour voir à quel cristal ionique il ressemble par sa structure via les intervalles.
    Si identique au CsCl -> 2 hypothèses : CsCl OU Fluorine
    Par contre si la structure est identique au NaCl ou encore au ZnS, y a-t-il plusieurs hypothèses possibles ?
    Oui déjà pour le ZnS car il existe 2 formes. (selon le cours)

    Citation Envoyé par .:Spip:. Voir le message
    on cherche bien seulement a_1 et a_2 comme paramètre.
    Donc c'est bien un "a" pour chaque ion ?? C'est-à-dire que dès qu'il y a dans un cristal "x" ions, il y aura donc "x" a (enfin a_1, a_2, ... a_x) ?

    Sinon ... (dernière question ) ... Quand on doit décrire la structure d'un cristal ionique, faut-il parler des sites tétraédriques et octaédriques et tout ? Enfin, pour faire plus court, doit-on réciter le cours bêtement ou le déduire ? (car je suppose qu'en prépa, on doit faire la démo pour déduire tous ces résultats non ? Ce n'est pas comme au lycée où on applique une formule sans la démo ? ...

    A+
    Esprit malicieux plein de curiosité glissé dans la peau de milliards de cellules.

  23. #20
    .:Spip:.

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    Citation Envoyé par calimeo5o Voir le message



    Ok ... merci ... J'arrive à mieux cerner maintenant la distinction entre la résolution d'un exercice sur les cristaux métalliques de celui sur les cristaux ioniques.
    Pour reconnaitre une structure cristalline cubique ionique, il faut donc d'abord résoudre le rapport (gros rayon r+ / petit rayon r-) pour voir à quel cristal ionique il ressemble par sa structure via les intervalles.
    oui

    Citation Envoyé par calimeo5o Voir le message
    Si identique au CsCl -> 2 hypothèses : CsCl OU Fluorine
    Par contre si la structure est identique au NaCl ou encore au ZnS, y a-t-il plusieurs hypothèses possibles ?
    Oui déjà pour le ZnS car il existe 2 formes. (selon le cours)
    Oui voila, il y a souvent plusieurs hypothèses possibles, et cela oit bien dépandre de l'étendu du programme puisque dans la vrai vie, je doute que les problèmes soient aussi "simple" , pour ne rien te cacher, j'ai (déja ) un peu oublié les détails de ce cours, même si je connais le principe je te rassure (la chimie c'est pas ce qui reste le plus longtemps dans ma petite tete)

    Citation Envoyé par calimeo5o Voir le message
    Donc c'est bien un "a" pour chaque ion ?? C'est-à-dire que dès qu'il y a dans un cristal "x" ions, il y aura donc "x" a (enfin a_1, a_2, ... a_x) ?
    humm, en fait, j'ai indicé 1 tout ce qui correspond a CsCl et 2 pour la fluorine.
    C'est a dire que l'on a un "a" pour le cscl à trouver et un autre a pour la fluorine. en gros il n'y a qu'une seule valeur paramètre par cristal a donner

    Citation Envoyé par calimeo5o Voir le message
    Sinon ... (dernière question ) ... Quand on doit décrire la structure d'un cristal ionique, faut-il parler des sites tétraédriques et octaédriques et tout ? Enfin, pour faire plus court, doit-on réciter le cours bêtement ou le déduire ? (car je suppose qu'en prépa, on doit faire la démo pour déduire tous ces résultats non ? Ce n'est pas comme au lycée où on applique une formule sans la démo ? ...

    A+

    Pour ca, je dois dire que je suis mal placé pour répondre, j'ai toujours vu la chimie (et d'autres amoureux de la physique qui était dans ma classe etaient d'accord) comme un catalogue de chose à apprendre et à rebalancer avec une origine vaseuse des connaissances. La chimie est très empirique et elle n'est devenue que théorique avec les grandes avancées de la physique sur le monde à petite échelle.

    Pour revenir à la cristallo, tu vois mon cours, c'est tout ce que l'on a fait ("nous"), et ma prof de chimie nous disait qu'il fallait le connaître par coeur. Mais souvent dans les exos, les résultats dont tu parles sont amenées par l'exo au fil des questions. Il faut juste connaitre par coeur certains résultats de bases sur les cristaux types (moi j'ai appris les choses dont j'avais besoin pour faire les exos, tout simplement).

    Pour la question 3, il ne faut pas se casser la tête non plus, on veut juste savoir si c'est CsCl ou CaF2.

    Voila ce que je peux te répondre , désolé de ne pas être plus précis.

    François
    Soyez libre, utilisez Linux.

  24. #21
    calimeo5o

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    Citation Envoyé par .:Spip:. Voir le message
    Voila ce que je peux te répondre , désolé de ne pas être plus précis.
    1) r+/r- = 100 / 135 = 0,74 > 0,73
    On a donc 2 structures possibles comme tu me l'as bien dit : CsCl et CaF2

    2) Pour CsCl :
    r+ + r- = (a_1.V3)/2
    Soit (2(r+ + r-))/V3 = a_1
    Donc a_1 = 271 nm

    Pour CaF2 :
    r+ + r- = (a_2.V3)/4
    Soit (4(r+ + r-))/V3 = a_2
    Donc a_2 = 542,7 nm

    3) Théoriquement :

    Pour CsCl :
    Z = 1 + (1/8).8 = 2 atomes par maille

    Pour CaF2 :
    Z = (1/8).8 + (1/2).6 = 4 atomes par maille

    On sait que la masse volumique p vaut p = (Z.M)/(a^3.Na)

    Numériquement : (je donne directement les résultats mais j'ai justifié les calculs par la formule ci-dessus)

    Pour CsCl :
    Z = 0,5 Incohérent avec la valeur de Z théorique => FAUX

    Pour CaF2 :
    Z = 4 Cohérent avec la valeur de Z théorique => VRAI

    La structure réelle du composé est de type CaF2

    4) Aq- = O2-
    q=2 donc p=1
    Soit C2O -> 2 C+ + O2-

    M(C2O) = 172 g/mol = 2M(C) + M(O)
    Donc M(C) = (172 - 16)/2 = 78 g/mol

    Le composé est donc SeO (oxyde de sélénium) . C'est ça ??

    A+
    Esprit malicieux plein de curiosité glissé dans la peau de milliards de cellules.

  25. #22
    calimeo5o

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    Désolé j'ai oublié précédemment une partie du message ...

    Posté par .:Spip:.
    Voila ce que je peux te répondre , désolé de ne pas être plus précis.
    Ne t'inquiètes pas ... je pense avoir bien compris la chose maintenant. Ton aide m'a été précieuse et je t'en remercie. Merki merki merkiiiiiii ^^

    Citation Envoyé par calimeo5o Voir le message
    Le composé est donc SeO (oxyde de sélénium) . C'est ça ??
    Rectification de ma part : ça reste toujours l'oxyde de sélénium mais sa formule chimique est SeO2.

    Voilà ... je peux me coucher l'esprit tranquille

    A+

    PS : Je vais commencer le cours sur la thermochimie ce week-end. Aurais-tu des exercices spécifiques de la PCSI ? Je te remercie d'avance.
    Dernière modification par calimeo5o ; 22/08/2007 à 00h48.
    Esprit malicieux plein de curiosité glissé dans la peau de milliards de cellules.

  26. #23
    calimeo5o

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    Rectification de ma part : ça reste toujours l'oxyde de sélénium mais sa formule chimique est SeO2.
    Pff ... mais quel béta !!!

    C'est Se2O

    Voilà ... je peux (ENFIN !!!!!!!!) me RE-coucher l'esprit tranquille

    Cette fois-ci c'est la bonne .... Plus qu'à m'enterrer vivant pendant quelques temps (voir très longtemps si c'est faux ^^) LoL ...
    Esprit malicieux plein de curiosité glissé dans la peau de milliards de cellules.

  27. #24
    .:Spip:.

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    presque tout bon, pas la dernière question, (non non, ne va pas chercher ta pelle )

    Je ne comprend pas du tout ce que tu fais.

    Tu as validé CaF2 , donc combien d'anions combien de cations?
    Donc, dans le composé inconnu, il y a combien d'anions et(surtout)de cations sachant que l'on a deux oxygènes ?

    François
    Soyez libre, utilisez Linux.

  28. #25
    calimeo5o

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    Citation Envoyé par calimeo5o Voir le message
    4) Aq- = O2-
    q=2 donc p=1
    Soit C2O -> 2 C+ + O2-
    Je viens de me rendre compte de mon erreur ... (même si mes doigts n'osent plus taper le résultat de peur de sortir une connerie encore une fois ) ... Quoique ceux que j'avais écrit au-dessus me paraisser logique !

    Tout est à cause de ce "A"

    En effet, j'ai validé CaF2 donc C = Ca2+ = 2 cations
    et A = 2 atomes de F- = 2 anions
    -> respect de l'électroneutralité

    Donc si A = 2 atomes de O2- = 4 anions donc C = 4 atomes de X+ = 4 cations pour respecter l'électroneutralité

    On utilise alors la masse molaire M(X4O) = 172 g/mol

    Or M(X20) = 4M(X) + M(O)
    D'où M(X) = (M(X2O) - M(O))/4 = 39 g/mol -> masse molaire du potassium

    Elément à trouver : KO2 ?? si c'est pas ça ..... Pelle, ma jolie pelle, où es-tu ?? ^^
    Dernière modification par calimeo5o ; 22/08/2007 à 11h47.
    Esprit malicieux plein de curiosité glissé dans la peau de milliards de cellules.

  29. #26
    .:Spip:.

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    bon, tu vas completer

    dans CaF2, il y a 1 Ca et 2 F
    dans notre inconnu on aura donc : * atome inconnu et 2 oxygènes
    remplace l'etoile * par un nombre, sachant que je n'ai pas fait de faute d'orthographe, puis reprend le calcul

    en effet, si c'est la meme structure, c'est le meme nombre d'anions et de cations
    Soyez libre, utilisez Linux.

  30. #27
    calimeo5o

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    Citation Envoyé par calimeo5o Voir le message
    On utilise alors la masse molaire M(X4O) = 172 g/mol

    Or M(X20) = 4M(X) + M(O)
    D'où M(X) = (M(X2O) - M(O))/4 = 39 g/mol -> masse molaire du potassium

    Elément à trouver : KO2 ?? si c'est pas ça ..... Pelle, ma jolie pelle, où es-tu ?? ^^
    AAaaaaAaAaAaHHhHHhHhHHhHhhH !!!!!!!!!!



    Bon je me laisse une dernière chance ... je viens de trouver l'erreur (enfin ?!) ... Remontons à la surface ... une dernière fois !!!

    Merci pour l'indication PTDR ... En effet, pas de faute d'orthographe !! LoL ... Là j'avoue si je n'ai pas la bonne réponse ... Bah tu ne pourras plus rien faire pour moi LOL

    Donc pour ma DERNIERE réponse
    Je préfère la cacher LoL

     Cliquez pour afficher


    A bientôt .... enfin peut-être ?!?
    Dernière modification par calimeo5o ; 22/08/2007 à 12h12.
    Esprit malicieux plein de curiosité glissé dans la peau de milliards de cellules.

  31. #28
    calimeo5o

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    Citation Envoyé par calimeo5o Voir le message
    Donc pour ma DERNIERE réponse
    Je préfère la cacher LoL

     Cliquez pour afficher

    Heureusement que je l'avais caché car c'est ...

     Cliquez pour afficher


    Ptite photte d'orhtaugrafe ..
    Esprit malicieux plein de curiosité glissé dans la peau de milliards de cellules.

  32. #29
    .:Spip:.

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos

    yeahhhh marvelous !
    Soyez libre, utilisez Linux.

  33. #30
    calimeo5o

    Re : [Chimie] [PC/L1] cristallo : un petit paquet d'exos



    Il est vraiment .... Il est vraiment .... Il est vraiment PHE-NO-ME-NAL ... la la la la laaa la la la la laaaa
    Il mériterait .... Il mériterait .... Il mériterait d'être dans le journal ... la la la la laaa la la la la laaaa
    Dans le journal .... dans le journal .... dans le journal de ..... LOL
    Esprit malicieux plein de curiosité glissé dans la peau de milliards de cellules.

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