Cristallographie géométrique et radiocristallographie : cours et exercices corrigés

Auteur(s) :

Rousseau, Jean-Jacques (1712-1778) Découvrir l'auteur

Résumé

Présentation des fondements de la cristallographie et de la cristallochimie. Etude des réseaux, de la diffraction des rayons X et des opérations de symétries. Avec des exercices corrigés et un atlas des formes cristallines et des projections stéréographiques correspondantes. Avec les nouvelles techniques telles que la réflectométrie X et les détecteurs utilisés dans les nanotechnologies.

Autre(s) auteur(s)
- Gibaud, Alain (1956-....)
Éditeur(s)
- Dunod
Date
- impr. 2007
Notes
- La couv. porte en plus : "licence 3, master, écoles d'ingénieurs"
- Bibliogr. p. 361-362. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (XVI-366 p.) : ill., couv. ill. en coul. ; 24 cm
Collections
- Sciences sup
Sujet(s)
- Manuels d'enseignement supérieur
- Cristallographie
ISBN
- 978-2-10050198-4
Indice
- 539.1 Cristallographie
Quatrième de couverture
- Cet ouvrage est destiné aux étudiants de 3^e année de Licence et de Master de Physique, Chimie et Sciences de la Terre, ainsi qu'aux élèves des écoles d'ingénieurs.
  Le manuel introduit les principes de base de la cristallographie géométrique, par l'étude des réseaux, des opérations de symétrie, du dénombrement et de la construction des groupes ponctuels et des groupes d'espace. L'ouvrage se consacre aussi à la radiocristallographie en décrivant la production des rayons X et leurs propriétés, avec l'étude de la diffraction. Des applications et des exercices corrigés illustrent les points importants du cours.
  Cette 3^e édition, entièrement actualisée, est enrichie d'un nouveau chapitre sur les nouvelles techniques de détermination des structures cristallines comme la réflectométrie X et les détecteurs utilisés dans le domaine des nanotechnologies.
  Un atlas des formes cristallographiques est proposé sur le web, ainsi qu'un programme de visualisation et de simulation.
Tables des matières
- - Cristallographie géométrique et radiocristallographie
  - Cours et exercices corrigés
  - Jean-Jacques Rousseau/Alain Gibaud
  - Dunod
  - Cristallographie géométrique
  - Chapitre 1 Les postulats de la cristallographie3
  - 1.1 Loi de constance des angles3
  - 1.2 Loi des indices rationnels4
  - 1.3 Les postulats de la cristallographie5
  - 1.4 Réseau, motif et structure6
  - 1.5 Symétries d'orientation et de position6
  - 1.6 L'état cristallin7
  - Chapitre 2 Les réseaux ponctuels8
  - 2.1 Le réseau direct8
  - 2.1.1 Définitions8
  - 2.1.2 Doubles produits vectoriels9
  - 2.1.3 Volume de la maille9
  - 2.1.4 Plans du réseau direct10
  - 2.1.5 Notations11
  - 2.2 Le réseau réciproque11
  - 2.2.1 Définition11
  - 2.2.2 Exemple de réseau réciproque12
  - 2.2.3 Calcul des grandeurs réciproques12
  - 2.2.4 Propriétés des rangées du réseau réciproque13
  - 2.2.5 Propriété des plans réciproques14
  - 2.3 Les indices de Miller14
  - 2.4 Changements de repères dans les réseaux15
  - 2.4.1 Covariance des indices de Miller des plans15
  - 2.4.2 Généralisation16
  - 2.5 Calculs dans les réseaux17
  - 2.5.1 Zones et axes de zone18
  - 2.5.2 Rangées directes18
  - 2.5.3 Rangées réciproques18
  - 2.5.4 Angles entre des rangées directes19
  - 2.5.5 Angles entre des rangées réciproques19
  - 2.5.6 Angle de torsion19
  - 2.6 Repère international20
  - 2.6.1 Vecteur réciproque dans le repère international20
  - 2.6.2 Rangée directe dans le repère international20
  - 2.7 Coordonnées réduites21
  - Chapitre 3 La projection stéréographique22
  - 3.1 Transformation stéréographique d'un point22
  - 3.2 Pôle d'une face22
  - 3.3 Projection stéréographique d'un pôle23
  - 3.4 Canevas de Wulff24
  - 3.4.1 Description24
  - 3.4.2 Construction d'un stéréogramme25
  - 3.4.3 Utilisation du canevas de Wulff25
  - 3.5 Éléments de trigonométrie sphérique26
  - 3.6 Caractérisation d'un cristal au goniomètre28
  - 3.6.1 Principe de la méthode de caractérisation28
  - 3.6.2 Détermination de Alpha, ß, Gamma et des rapports des axes28
  - 3.6.3 Indexation des faces29
  - 3.7 Exemple de caractérisation31
  - 3.7.1 Tracé de la projection stéréographique31
  - 3.7.2 Étude de cette projection stéréographique32
  - 3.8 Projections stéréographiques des cristaux cubiques33
  - 3.8.1 Angles caractéristiques35
  - Chapitre 4 Opérations de symétrie dans les réseaux cristallins36
  - 4.1 Définition des opérations de symétrie36
  - 4.1.1 Les translations36
  - 4.1.2 Les rotations37
  - 4.1.3 L'inversion37
  - 4.1.4 Produits d'opérations de symétrie38
  - 4.1.5 Étude de quelques produits38
  - 4.1.6 Rotations propres et impropres43
  - 4.1.7 Produit d'une rotation par une translation43
  - 4.2 Représentations des opérations de symétrie45
  - 4.2.1 Matrices rotations45
  - 4.2.2 Matrice inversion46
  - 4.2.3 Transformations affines46
  - 4.2.4 Matrices homogènes47
  - 4.3 Axes de symétrie possibles dans un réseau cristallin47
  - 4.4 Opérations de symétrie - Éléments de symétrie48
  - Chapitre 5 Dénombrement des groupes ponctuels cristallographiques50
  - 5.1 Structure de groupe50
  - 5.1.1 Axiomes de définition50
  - 5.1.2 Sous-groupes et coensembles52
  - 5.1.3 Le groupe orthogonal O(3)52
  - 5.1.4 Produit direct de deux sous-groupes d'un groupe52
  - 5.2 Groupes ponctuels propres et impropres53
  - 5.2.1 Théorème sur les groupes impropres53
  - 5.2.2 Types des groupes impropres54
  - 5.3 Dénombrement des groupes ponctuels54
  - 5.3.1 Méthode de dénombrement54
  - 5.3.2 Recherche des groupes propres d'ordre n55
  - 5.3.3 Recherche des groupes impropres de G_p60
  - 5.3.4 Bilan final du dénombrement62
  - Chapitre 6 Classes, systèmes et réseaux cristallins63
  - 6.1 Classes cristallines, systèmes cristallins63
  - 6.1.1 Dénombrement des groupes ponctuels de réseau63
  - 6.1.2 Conventions de la nomenclature internationale65
  - 6.1.3 Holoédries et mériédries66
  - 6.1.4 Projections stéréographiques des 32 classes69
  - 6.2 Classes de Laue70
  - 6.3 Réseaux de Bravais70
  - 6.3.1 Système triclinique73
  - 6.3.2 Système monoclinique73
  - 6.3.3 Système orthorhombique73
  - 6.3.4 Système trigonal (maille rhomboédrique)73
  - 6.3.5 Système tétragonal73
  - 6.3.6 Système hexagonal73
  - 6.3.7 Système cubique74
  - 6.4 Réseaux réciproques des réseaux de Bravais74
  - 6.4.1 Réseau réciproque d'un réseau C74
  - 6.4.2 Étude analytique75
  - 6.4.3 Réseaux réciproques des réseaux F et I75
  - 6.5 Relations métriques dans les réseaux76
  - 6.5.1 Système triclinique76
  - 6.5.2 Système monoclinique77
  - 6.5.3 Système orthorhombique77
  - 6.5.4 Réseaux hexagonaux et rhomboédriques78
  - 6.5.5 Système tétragonal81
  - 6.5.6 Système cubique81
  - 6.6 Filiations entre classes82
  - Chapitre 7 Groupes d'espace84
  - 7.1 Groupe d'espace d'un cristal84
  - 7.1.1 Propriétés du groupe85
  - 7.1.2 Groupe ponctuel associé85
  - 7.1.3 Groupes d'espace cristallins85
  - 7.2 Éléments de symétrie des groupes d'espace86
  - 7.3 Axes hélicoïdaux des groupes d'espace cristallins86
  - 7.3.1 Translations permises86
  - 7.3.2 Axes binaires88
  - 7.3.3 Axes ternaires88
  - 7.3.4 Axes quaternaires89
  - 7.3.5 Axes sénaires89
  - 7.4 Miroirs de glissement89
  - 7.4.1 Translations permises89
  - 7.5 Notation des groupes d'espace91
  - 7.6 Construction des groupes d'espace92
  - 7.6.1 Groupes d'espace dérivés de la classe 293
  - 7.6.2 Groupe P293
  - 7.6.3 Groupe P2₁94
  - 7.6.4 Groupe C294
  - 7.7 Position des éléments de symétrie dans la maille95
  - 7.7.1 Cas des groupes symmorphiques de maille primitive95
  - 7.7.2 Cas des groupes symmorphiques de maille non primitive96
  - 7.7.3 Cas des groupes non symmorphiques97
  - 7.8 Positions générales et particulières98
  - 7.9 Conclusions99
  - Chapitre 8 Utilisation des tables internationales101
  - 8.1 Remarques complémentaires105
  - Radiocristallographie
  - Chapitre 9 Les rayons X107
  - 9.1 Production des rayons X107
  - 9.1.1 Principe de production107
  - 9.1.2 Les anticathodes108
  - 9.1.3 Les générateurs109
  - 9.2 Spectre d'une anticathode109
  - 9.2.1 Spectre continu109
  - 9.2.2 Spectre de raies110
  - 9.3 Absorption des rayons X112
  - 9.3.1 Coefficient d'absorption112
  - 9.3.2 Variation du coefficient d'absorption113
  - 9.3.3 Applications114
  - 9.4 Détection des rayons X115
  - 9.4.1 Écrans fluorescents115
  - 9.4.2 Films photographiques115
  - 9.4.3 Compteurs à gaz116
  - 9.4.4 Compteurs à scintillation117
  - 9.4.5 Plaques images117
  - 9.4.6 Détecteurs CCD117
  - 9.5 Erreurs de comptage118
  - 9.6 Optique des rayons X118
  - Chapitre 10 Diffraction des rayons X120
  - 10.1 Rappels sur la diffraction120
  - 10.1.1 Diffraction de Fraunhofer120
  - 10.1.2 Diffraction par un réseau plan121
  - 10.2 Diffusion des rayons X par un électron122
  - 10.2.1 Diffusion incohérente ou diffusion Compton122
  - 10.2.2 Diffusion cohérente ou diffusion Thomson123
  - 10.2.3 Facteur de Thomson123
  - 10.3 Diffusion des rayons X par la matière124
  - 10.3.1 Fonction densité électronique124
  - 10.3.2 Facteur de diffusion atomique125
  - 10.3.3 Diffusion des rayons X par un cristal128
  - 10.4 Diffraction par un réseau tripériodique129
  - 10.4.1 Conditions de Laue129
  - 10.4.2 Construction d'Ewald131
  - 10.4.3 Relation de Bragg131
  - 10.4.4 Conclusions133
  - 10.5 Intensité des rayons diffractés133
  - 10.5.1 Facteur de Debye-Waller133
  - 10.5.2 Facteur de structure134
  - 10.5.3 Exemple de calcul de facteur de structure135
  - 10.5.4 Relation entre facteur de structure et réseau réciproque135
  - 10.5.5 Loi de Friedel136
  - 10.5.6 Facteur de Lorentz136
  - 10.6 Pouvoir réflecteur d'un cristal137
  - Chapitre 11 Diagrammes de laue139
  - 11.1 Principe de la méthode139
  - 11.2 Dispositif expérimental140
  - 11.3 Construction du diagramme de Laue140
  - 11.4 Particularités des diagrammes de Laue142
  - 11.4.1 Zone aveugle142
  - 11.4.2 Courbes zonales142
  - 11.5 Indexation d'un cliché143
  - 11.6 Conclusions145
  - Chapitre 12 Méthode du cristal tournant147
  - 12.1 Principe de la méthode147
  - 12.2 Chambre de Bragg148
  - 12.3 Détermination du paramètre de la rangée de rotation148
  - 12.4 Indexation du cliché149
  - 12.4.1 Zone aveugle149
  - 12.4.2 Relation entre les indices de la rangée de rotation et les indices des taches de la strate p149
  - 12.4.3 Indexation de la strate équatoriale150
  - 12.4.4 Indexation des taches des autres strates150
  - 12.4.5 Coordonnées d'une tache sur le film151
  - 12.4.6 Intérêt de la méthode151
  - 12.5 Méthode de Buerger151
  - 12.5.1 Description de la méthode151
  - 12.5.2 Le plan équatorial152
  - 12.5.3 Les autres plans153
  - 12.5.4 Rôle des écrans153
  - 12.5.5 Intérêt de la méthode154
  - 12.6 Goniomètre à 4 cercles154
  - 12.7 Monochromateur à cristal156
  - 12.7.1 Monochromateur Johansson156
  - Chapitre 13 Méthodes de diffraction sur poudres158
  - 13.1 Principe de la méthode159
  - 13.2 Description de la chambre de Debye-Scherrer159
  - 13.3 Indexation des anneaux161
  - 13.3.1 Mesure des dhkl161
  - 13.3.2 Indexation des anneaux de diffraction162
  - 13.4 Chambres spéciales164
  - 13.4.1 Chambre à température variable164
  - 13.4.2 Chambres à focalisation164
  - 13.5 Les diffractomètres automatiques165
  - 13.5.1 Diffractomètre à compteur proportionnel165
  - 13.5.2 Diffractomètre à détecteur linéaire167
  - 13.5.3 Diffractomètre à compteur courbe168
  - 13.6 Applications des méthodes de poudres169
  - 13.6.1 Identification des composées cristallisés169
  - 13.6.2 Analyse quantitative de composées cristallisés171
  - 13.6.3 Détermination des paramètres de maille171
  - 13.6.4 Étude de textures171
  - 13.6.5 Étude de transitions de phase172
  - 13.6.6 Détermination des structures173
  - Chapitre 14 Diffraction des neutrons et des électrons175
  - 14.1 Diffraction des neutrons175
  - 14.1.1 Production et détection175
  - 14.1.2 Diffusion des neutrons176
  - 14.1.3 Particularités des méthodes de diffraction de neutrons178
  - 14.1.4 Méthode du temps de vol178
  - 14.1.5 Structures magnétiques179
  - 14.1.6 Absorption des neutrons179
  - 14.2 Diffraction des électrons180
  - 14.2.1 Production et détection180
  - 14.2.2 Facteur de diffusion pour les électrons181
  - 14.2.3 Particularités des méthodes de diffraction d'électrons181
  - Chapitre 15 Principes de la détermination des structures183
  - 15.1 Détermination de la maille183
  - 15.1.1 Détermination des paramètres de maille183
  - 15.1.2 Contenu de la maille184
  - 15.2 Détermination du groupe d'espace184
  - 15.2.1 Détermination du groupe de symétrie ponctuelle184
  - 15.2.2 Détermination du groupe spatial186
  - 15.3 Détermination de la position des atomes dans la maille188
  - 15.3.1 Méthode par essais et erreurs188
  - 15.3.2 Méthodes utilisant la transformation de Fourier189
  - 15.3.3 Méthodes directes191
  - 15.3.4 Affinement des structures195
  - Chapitre 16 Notions de cristallochimie197
  - 16.1 Généralités197
  - 16.1.1 Liaison chimique dans les cristaux197
  - 16.1.2 Liaison ionique198
  - 16.1.3 Liaison covalente199
  - 16.1.4 Autres types de liaisons199
  - 16.1.5 Les modèles de sphères rigides200
  - 16.1.6 Notion de coordinence201
  - 16.2 Structures ioniques201
  - 16.2.1 Conditions de stabilité201
  - 16.2.2 Exemple de structures binaires204
  - 16.2.3 Composés ternaires207
  - 16.2.4 Assemblages d'ions complexes : la calcite208
  - 16.3 Structures compactes209
  - 16.3.1 Plan compact210
  - 16.3.2 Cubique compact210
  - 16.3.3 Hexagonal compact211
  - 16.3.4 Cubique centré212
  - 16.3.5 Structures dérivées des assemblages compacts213
  - 16.4 Structures covalentes214
  - 16.4.1 Structure du diamant214
  - 16.4.2 Structure de type blende (ZnS)214
  - 16.4.3 Structure de type wurtzite (ZnS)215
  - 16.4.4 Structure du graphite216
  - 16.4.5 Structure de la cuprite Cu₂O216
  - 16.5 Assemblage de polyèdres217
  - 16.5.1 Octaèdres liés par les sommets217
  - 16.5.2 Octaèdres liés par une arête218
  - 16.5.3 Assemblage de polyèdres par une face (NiAs)219
  - Chapitre 17 Techniques spéciales221
  - 17.1 Diffraction par des structures quelconques221
  - 17.1.1 Pouvoir diffusant221
  - 17.1.2 Intensité diffractée222
  - 17.1.3 Intensité diffractée par un objet homogène illimité223
  - 17.1.4 Intensité diffractée par un objet homogène limité223
  - 17.1.5 Formule de Debye224
  - 17.1.6 Diffraction des rayons X par les corps amorphes225
  - 17.2 EXAFS227
  - 17.2.1 Principe227
  - 17.2.2 Formule de Stern227
  - 17.2.3 Dispositif expérimental228
  - 17.2.4 Analyse des spectres EXAFS228
  - 17.2.5 Applications229
  - 17.3 Spectrométrie d'émission, fluorescence X230
  - 17.3.1 Principe et appareillage230
  - 17.3.2 Fluorescences primaires et secondaires231
  - 17.3.3 Analyse quantitative232
  - Chapitre 18 Calculs en cristallographie234
  - 18.1 Les notions de base235
  - 18.1.1 Les repères cristallographiques235
  - 18.1.2 Représentation des rotations238
  - 18.1.3 Génération des positions équivalentes239
  - 18.1.4 Calcul des facteurs de structure240
  - 18.2 Affinement des structures241
  - 18.2.1 Méthode des moindres carrés241
  - 18.2.2 Les programmes de détermination des structures242
  - 18.2.3 Le programme SHELX243
  - Chapitre 19 La réflectivité des rayons X245
  - 19.1 Introduction245
  - 19.1.1 Définition de la réflexion spéculaire245
  - 19.1.2 Indice de réfraction247
  - 19.1.3 Angle critique de réflexion totale249
  - 19.2 Réflectivité de Fresnel250
  - 19.2.1 Rappels des relations de Fresnel250
  - 19.2.2 Cas des rayons X253
  - 19.3 Coefficient de transmission et profondeur de pénétration256
  - 19.3.1 Coefficient de transmission256
  - 19.3.2 Profondeur de pénétration256
  - 19.4 La réflectivité des films minces258
  - 19.4.1 Introduction258
  - 19.4.2 Formalisme matriciel259
  - 19.4.3 Réflexion et réfraction sur un substrat.262
  - 19.4.4 Matrice de transfert dans un milieu homogène263
  - 19.4.5 Matériau à une couche263
  - Exercices et problèmes
  - Énoncés des exercices 267
  - Énoncés des problèmes 280
  - Solutions des exercices 291
  - Solutions des problèmes 310
  - Annexes
  - Annexe A Atlas des formes cristallographiques322
  - Annexe B Les 17 groupes plans352
  - 2.1 Axes de rotation et réseaux plans352
  - 2.2 Mailles de Bravais353
  - 2.3 Classes planes354
  - 2.4 Groupes plans354
  - Annexe C Les 230 groupes d'espace357
  - Annexe D Programmes d'application (site internet)359
  - Bibliographie 361
  - Index 363
Origine de la notice:
- BNF