Bonsoir,
Je suis lycéen (1ereS). Il faut que j'explique comment <<marche>> la diffraction des rayons x. Je sais qu'en envoyant un rayon x sur un atome (dans un cristal) les electrons de ce dernier ce déplacent et renvoient le rayon. Apres étude de ce rayon on peut déterminer la densité électronique de l'atome et donc sa nature. D'accord mais comment ?
Bonne soirée
Bonjour.
Les électrons autour des noyaux ressemblent à des « nuages électroniques » appelés « orbitales ».
Le champ électrique des ondes électromagnétiques (radio, lumière, rayons X) agit sur la charge électrique des électrons et « agite » le nuage qui se met à osciller à la fréquence de l’onde incidente.
Les charges, dont les électrons, accélérées, émettent une onde électromagnétique de même fréquence que l’onde excitatrice. C’est ça la diffraction des rayons X produite par les atomes.
Je n’ai pas d’information du fait que l’on puisse déterminer la nature des atomes ni leur densité électronique à partir de ces ondes diffractées.
Par contre, ces ondes diffractées produisent des interférences à partir desquelles on peut déterminer les paramètres cristallins (distance et position des atomes) de la substance. À condition toutefois que la substance soit un monocristal ou, au moins, formée par des cristaux.
On peut même (avec force calculs) déterminer la structure moléculaire de la substance. C’est de cette façon que Gosling détermina la structure de l’ADN en 1952.
Au revoir.
Bonjour,
Merci de m'avoir répondu.
J'ai un document dans le cas il est dit : l'étude de la matière picturale retrouve l'hydrocérusite, la cérusite, la calcite et le vermillon en diffractionde rayons x.
Et je reprends exactement ce que j'ai trouvé : Diffraction des rayons X : Leur interaction avec la matière va nous apporter une idée de la densité électronique, donc de la nature des atomes et de leurs positions relatives…
Re.Envoyé par Redne
La phrase est fausse. La diffraction et sa figure d’interférences donne la position des atomes, mais non leur nature.
Si on identifie certains composés, c’est avec le paramètre (dimensions) de la maille du cristal.
Et avec le groupe cristallin (cubique, hexagonal, rhombique, etc.).
Il y a d’autres méthodes qui permettent d’identifier des atomes avec des rayons X, comme la fluorescence X.
A+
Re.
Vous voulez dire que chaque groupe cristallin par exemple la calcite est caractérisé par la structure de la maille du cristal, ( cubique par exemple? )
En déterminant la position des atomes on peut déterminer le groupe cristallin, caractérisé par sa structure ( cubique ), et donc le type de cristal comme la calcite?
Re.
La calcite est trigonale et non cubique.
Le groupe ne suffit pas. Il faut aussi les dimensions de la maille et autres propriétés cristallines que l’on peut obtenir avec la diffraction.
A+
Bonsoir,
Veuillez m'excusez d'envoyer un message après quelque jours.
Je me suis un peu documenter sur la maille du cristal, sur ses paramètres ( a, b, c. alpha...). Je sais que chaque cristal a son diagramme de diffraction. Et qu'en comparantun diagramme à ceux de référence on peut dire s'il s'agit de tel ou tel cristal. Mais quelle sont les éléments qui déterminent un cristal de référence. S'agit-il d'un cheminement de donnés (par exemple les paramètres) à la fin duquel on arrive à la conclusion : d'abord on détermine la position entre les atomes ensuite ça et ça et enfin ça c'est de la calcite !
Re
La question de s'il s'agit d'un cheminement de donnés a été stupide, dsl... C'est évident que oui. Mais quels sont ces éléments, comment les détermine t-on et comment on en utilise un pour déterminer un autre.
Bonjour.
Je ne comprends pas votre question.
Il n’y a pas UN cristal de référence. Tous les cristaux connus sont des références.
Chaque composé a sont groupe cristallin connu et sa maille connue. (Parfois il y a plus d’un, comme le diamant et le graphite).
Au revoir.
Bonsoir
Ce que je veux savoir c'est comment procède t-on pour déterminer du calcite, par exemple. Je veux savoir quelles sont les éléments à déterminer pour qu'un spécialiste puisse déterminer du calcite, par exemple.
J'invente : 1) détermination des paramètres cristallin
2) ...
3) ...
Et avec toutes ces données on peut conclure si il s'agit de tel ou tel cristal.
Un petit bémol. Pour un atome, la densité électronique calculée à partir des images de diffraction est proportionnelle au nombre d'électrons de l'atome. Sans identifier formellement la nature de l'atome, ça donne une idée de son identité. Par exemple, en cristallographie des protéines, des données de qualité permettent de faire la différence entre un carbone et un oxygène.
“if something happened it’s probably possible.” Peter Coney
Bonsoir,
Comprenez vous ce que je veux savoir? ^^
Vous répondez pas soit parce que vous ne savez pas soit parce que vous m'avez mal compris. Ou encore vous n'avez pas le temps ?
Bonjour.
Je ne réponds pas à ceux qui ne semblent pas avoir apprécié mon intervention.
Au revoir.
effectivement, on peut très bien remonter à la nature des atomes grâce à la diffraction des rayons X grâce aux densité électroniques, on le fait tous les jours dans les labos de cristallo. Un carbone diffracte moins qu'un oxygène, qui diffracte moins qu'un chlore, ect. Néanmoins la technique de la diffraction ne se suffit pas toujours à elle même pour cela, en général il faut déjà avoir une idée de la formule du composé, on ne peut pas différencier deux atomes de Z voisins (et encore moins voir un atome d'hydrogène) et les effets électroniques (attracteur, donneur, inductif) modifient localement les densités et peuvent induire en erreur. Si la structure trouvée ne correspond pas du tout à la formule attendue, on est sûr du squelette (position et souvent connectivité de tous les atomes présents sauf les hydrogènes) de la molécule mais il est fréquent que plusieurs interprétations soient possibles pour la nature des atomes qui constituent ce squelette (est-ce un carbone ou un azote, est-ce un azote ou un oxygène par exemple pour des structures organiques).Un petit bémol. Pour un atome, la densité électronique calculée à partir des images de diffraction est proportionnelle au nombre d'électrons de l'atome. Sans identifier formellement la nature de l'atome, ça donne une idée de son identité. Par exemple, en cristallographie des protéines, des données de qualité permettent de faire la différence entre un carbone et un oxygène.
Si les données de diffractions sont de très bonnes qualités, on peut tout de même espérer discriminer entre les candidats grâce à la méthode des résidus (ça marche aussi pour positionner les hydrogènes qu'on ne voit pas directement en diffraction des rayons X). On génère les images de diffraction théoriques correspondantes à chaque candidat puis on regarde les différences avec les images expérimentales, apparaissent alors des densités électroniques résiduelles. Théoriquement, si on a parfaitement positionné les atomes et choisit convenablement leur nature, il n'y a plus de résidus, en pratique c'est soumis à l'incertitude des mesures et à la qualité des échantillons (monocristal de bonne qualité et de taille suffisante pour la diffraction sur monocristal, pour les structures sur poudre, je connais moins, mais je sais qu'il faut faire attention à l'orientation préférentielle qui peut booster artificiellement certaines taches de diffraction au détriment d'autres...).
Le mieux reste quand même de combiner ça à de l'analyse élémentaire et/ou de la RMN et/ou de la spectrométrie de masse pour trancher; quand on travaille, par exemple, avec des composés organiques.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Bonjour.
Une petite précision.
Des néophytes pourraient comprendre que dans les images diffractées il y a des taches qui correspondent à un atome et d’autres à d’autres atomes.
Ce n’est pas le cas. On a une matière cristalline et chaque tache est produite par tous les atomes de la maille cristalline. Tous les atomes ont la même périodicité (avec l’atome correspondant de la maille d’à côté).
Donc, comment retrouver l’arrangement interne des atomes dans la maille ?
On le fait en analysant les intensités des taches d’ordres supérieur.
Pour ceux qui on compris le développement d’une fonction périodique quelconque en une dimension en série de Fourier:
Le raies ont toutes le même espacement, mais leur amplitude dépend de ce qui se passe à l’intérieur du motif qui se répète : Si ce motif est un créneau, on aura un sinus cardinal dont les zéros dépendent de du taux de remplissage. Ou, s’il s’agit d’une impulsion courte (delta de Dirac), toutes les raies auront la même amplitude. Ou il y aura une seule raie, si le motif est sinusoïdal.
Maintenant, en cristallographie, on est en trois dimensions, le nombre d’ordres accessible est limité et on n’a pas les phases. Donc, la recherche d’un motif interne dans la maille, ce n’est pas simple.
Comme mach3 vient de l’expliquer.
Au revoir.
Bonsoir
j'espère qu'on lira et répondra à mon message ^^.
Pour la diffraction des rayons x j'ai d'abord expliquer ce qu c’était un cristal et ensuite j'ai expliquer grossièrement le principe de la diffraction, donc n'hésitez pas à me corriger et à compléter de façon à me faire comprendre, merci.
Un cristal possède un motif qui peut être, par exemple, une molécule ( ou ?). La répétition de ce motif dans les trois directions de l’espace crée une maille qui adopte une géométrie particulière ( cube …). La répétition de la maille forme un réseau qui peut être représenté par un ensemble de point répartis régulièrement dans l’espace. Ces points sont appelés nœuds qui dans le cristal sont représentés par les motifs.
Lorsque les rayons x sont envoyés sur un cristal ou plus particulièrement sur son réseau ils sont réfléchis. Ils peuvent être réfléchis selon un angle différent et reçus par le capteur à des temps différents. Les différences entre ces rayons nous renseignent sur les éventuelles différences entre atomes et aussi sur la géométrie de la maille.
il faut bien différencier le motif, qui peut être un ou plusieurs atomes (pas forcément entiers d'ailleurs), une molécule, plusieurs molécules ou une fraction de molécule de la maille. Pour générer la maille à partir du motif, on applique des opérations de symétrie spécifiques (miroirs, inversions, rotations...). On obtient une maille parallélépipédique en toute généralité (le parallélépipède rectangle ou le cube étant des cas particuliers), qui, une fois répétée dans les trois direction de l'espace forme le cristal.Un cristal possède un motif qui peut être, par exemple, une molécule ( ou ?). La répétition de ce motif dans les trois directions de l’espace crée une maille qui adopte une géométrie particulière ( cube …).
c'est inexact. Chaque atome (ou plutôt chaque nuage électronique) va diffusé les rayons X incidents dans toutes les directions, chacun avec une intensité qui dépend de Z. Les rayons diffusés vont faire des interférences qui seront destructives sauf dans certaines directions particulières (à cause de l'alignement régulier et répétitif), on obtient donc des taches de diffractions. En faisant tourner le cristal, on fait apparaitre une multitude de figures de diffraction différentes. Chaque tache correspond à une famille de plan dans la structure, des plans tous identiques, parallèles, et qui se répètent à distance constante. Pour produire une tache de diffraction, la famille de plans doit faire un angle particulierLorsque les rayons x sont envoyés sur un cristal ou plus particulièrement sur son réseau ils sont réfléchis. Ils peuvent être réfléchis selon un angle différent et reçus par le capteur à des temps différents. Les différences entre ces rayons nous renseignent sur les éventuelles différences entre atomes et aussi sur la géométrie de la maille.avec le rayon incident, qui dépend de la distance entre les plans de la famille (condition nécessaire à la formation d'une interférence constructive), le rayon diffracté par le plan formera avec le rayon incident un angle de valeur
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Vous m'avez plus ou moin éclairé mais j'ai toutefois quelque questions à vous poser:
-Sur quoi sont captés ces taches?
-Figures de diffraction?
-A quoi servent les interférences destructive et constructive? D'après ce que j'ai compris les destructives ne servent à rien.
-Tous les rayons incidents qui sont réfléchis par un meme plan vont-ils produire une seule tache?
-Famille de plan?
-Ou se situent les familles de plan ou plan dans la maille?
Accompagnez vos réponses de schémas si possible mais sinon c'est pas grave ^^, merci.
Bonjour.
Vous auriez pu demander aussi que pour vous répondre, les gens soignent leur rédaction et fassent attention à la grammaire.
Ne comprenez-vous pas qu’en lisant ce type d’exigence on ait envie de vous envoyer plutôt au pelotes ?
Au revoir.
Bonjour
Sérieusement... Je dois peut-être m'excuser ? Si c'est pour me faire des remarques de ce genre ne répondez pas mais je remarque que vous aimez perdre votre temps.
Et quand vous parlez d'orthographe regardez plutôt la votre : ... au pelotes. Ou est le X ?!!!
Ce dont vous pouvez être sur est que je ne perdrai plus jamais mon temps a vous donner des explications.
Autrefois c'était sur des plaques photographiques, on peut aussi le faire avec un écran fluorescent (qui réémet dans le visible quand il reçoit des rayons X), les appareils modernes fonctionnent tous avec des capteurs CCD (comme les appareils photo ou caméscopes numériques).-Sur quoi sont captés ces taches?
C'est l'ensemble des taches de diffraction qu'on obtient pour un angle donné entre le cristal et le rayon incident, un exemple (trouvé avec "diffraction pattern" dans google image) : http://newton.umsl.edu/~run/nano/5102D120.png (c'est de la diffraction d'électrons, pas de rayons X, mais le principe est rigoureusement le même).-Figures de diffraction?
On tire parti du phénomène d'interférence qui fait que géométriquement le rayonnement diffracté ne sera émis que suivant des angles bien spécifiques. Tous les atomes du cristal diffusent le rayonnement dans toutes les directions. Dans la plupart des directions, on peut voir que la somme de toutes les ondes est nulle (c'est une somme énorme avec des milliards de milliards de termes, donc concrètement on utilise des outils mathématiques adaptés), elles s'annulent toutes, ce sont les interférences destructives. Dans certaines directions spécifiques elles ne s'annulent pas totalement, voire même s'amplifient, on a donc un rayon diffracté.-A quoi servent les interférences destructive et constructive? D'après ce que j'ai compris les destructives ne servent à rien.
Vous êtes vous un peu documenté sur les expériences basiques de diffraction? comme par exemple les trous ou les fentes de Young : http://fr.wikipedia.org/wiki/Fentes_d%27Young
Considérez qu'au lieu d'avoir deux trous, vous avez des milliards de trous et qu'en plus ces trous sont disposées régulièrement dans les trois direction de l'espace et vous avez de la diffraction des rayons X sur monocristal.
Il y a des plans qui appartiennent à plusieurs familles différentes et qui donc peuvent donner plusieurs taches. Une famille donne une tache-Tous les rayons incidents qui sont réfléchis par un meme plan vont-ils produire une seule tache?
c'est l'ensemble des plans qui sont identiques, parallèles, et situés à égale distance les uns des autres. Ils sont nommés par les indices de Miller (vous pouvez faire une recherche la dessus). A chaque tache de diffraction on peut associer des indices de Miller qui correspondent à la famille de plan qui génère cette tache.-Famille de plan?
Un peu partout, vous pouvez en définir une infinité, la seule contrainte, c'est que leur disposition soit compatible avec la périodicité du réseau cristallin. Prenez un réseau cubique simple de paramètre 1 (longueur de l'arête du cube). Vous aurez par exemple la famille de plans 100 (lire un zéro zéro) qui sera l'ensemble des plans horizontaux qui coupent l'axe vertical en ...-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4... (pour généralisé en n avec n entier) La famille de plans 200 coupe l'axe vertical en ...-2,-1.5,-1,0.5,0,0.5,1,1.5,2... (pour généraliser en n/2 avec n entier, on voit que la famille 100 est incluse dans la famille 200). La famille 110 est constituée de plan inclinés à 45°, qui coupent à la fois l'axe des x et des y en n (n entier), la famille 111 coupe les axes x, y et z en n. D'une manière générale, le plan hkl coupe l'axe x en n/h, l'axe y en n/k et l'axe z en n/l (n entier).-Ou se situent les familles de plan ou plan dans la maille?
Evidemment, vous pouvez constater que plus vous choisissez des indices élevés, plus ces plans seront rapprochés. Cela correspond à des angles de diffraction de plus en plus proches de 90° et donc difficilement mesurables. On prend donc rarement en compte les indices élevés en pratique (de toutes façons ils diffractent avec une intensité de plus en plus faible).
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
SALUT, je suis débutante en Geologie, j'aimerai connaittre les conditions de la diffarction des rayons X pour analyser mes échantillons et merci et voici certains résultats que j'ai trouvé en bibiographie mai j'ai rien compri
The XRD measurements were carried out inthe Laboratoire des Ressources Minerales et Environnement of the Faculty of Sciences with an X’pert HighScore plus PANalytical diffractometer,equipped with a CoKa radiation source and operated at 40 kV/40 mA. All XRD data were collected under the same experimental conditions: an angular range of 3º<2O<45º, a step size of 0.017º2O, and a countingtime of 10 s/step.
Bonjour et bienvenue au forum.
Il faut commencer par très bien comprendre la base de la diffraction.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Diffraction.
Puis, un cas plus compliqué (la page de Wikipedia n’est pas très pédagogique) :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Diffraction
Pour la diffraction en trois dimensions c’est un peu plus dur à « voir » :
http://homepage.lnu.se/staff/pkumsi/1FY805/Laue.html
Et maintenant on arrive à la vraie difficulté : les minéraux sont formés en général par un mélange de cristaux avec des orientations au hasard.
L’image de diffraction n’est pas formée par des taches mais par des cercles (qui correspondent aux taches de plus forte intensité) :
http://www.esrf.eu/computing/Forum/i...R/olivine.html
C’est très merdique :
https://en.wikipedia.org/wiki/Powder_diffraction
Et seules les « grandes personnes » savent s’en servir.
Au revoir.
oui je sais mais j'ai pas compris les conditions que j'ai déjà signalé
Re.oui je sais mais j'ai pas compris les conditions que j'ai déjà signalé
Donc: vous ne savez pas.
A+
c'est pourtant simple et écrit noir sur blanc, vous pouvez utiliser une source au cobalt, avec un scan en angle 2théta entre 3° et 45°. Si le diffractomètre dont vous disposez n'a pas de source au cobalt (le cuivre est souvent plus courant), ce n'est pas très grave, il faudra juste faire une petite conversion des angles (grace à la loi de Bragg) pour que vos diffractogrammes soit comparables à ceux de la littérature.
m@ch3
PS: la prochaine fois évitez de m'apostropher par MP, ça ne donne pas envie
Never feed the troll after midnight!
