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Liaison chimique dans le solide

1M1AE2 Liaison chimique dans le solide Matériaux et Chimie S5
Cours : 14 h TD : 14 h TP : 0 h Projet : 0 h Total : 28 h
Responsable : Sylvie Malo
Pré-requis
Structures des orbitales atomiques atomistique
Objectifs de l'enseignement
Le cours est une introduction à la chimie du solide. Il a pour but de donner aux étudiants qui choisiront de se spécialiser dans le domaine des matériaux inorganiques, les connaissances chimiques de base pour une bonne approche des propriétés des matériaux en relation avec leur structure.
Programme détaillé
Le cours s'articule autour de 4 chapitres qui traitent du solide ionique, du solide ionocovalent, des métaux et alliages. - Le champ cristallin et l'effet Jahn-Teller - Le solide ionique : modèle ionique idéal, le modèle de sphères dures. L'énergie réticulaire, l'énergie d'hydratation, les phénomènes de polarisation. Applications du modèle. Structures et propriétés des solides ioniques. Domaines d'applications industrielles. - Le solide iono-covalent : le comportement des électrons d ; approximation de la liaison forte, les paramètres de transfert de charges et de répulsion électronique. Exemples d'application à quelques oxydes des métaux de transition. Les métaux et alliages : la liaison métallique ; le modèle de Drude-Sommerfeld et le modèle de Bloch-Brillouin. Les combinaisons intermétalliques.
Applications (TD ou TP)
TD : Calcul de l'énergie réticulaire d'un solide ionique, comparaison entre valeurs calculées et observées. Energie de stabilisation par effet du champ cristallin, par effet Jahn-Teller. Interactions dipôle-dipôle, dipôle-quadrupôle. Diagramme de bandes des solides iono-covalents. Conductivité ionique.
Compétences acquises
Capacité à corréler structure-propriétés physiques des matériaux.

Niveau 1 des compétences: "Connaissance, compréhension des fondamentaux scientifiques (élaboration, synthèse et propriétés), "Capacité à mobiliser des connaissances scientifiques et des techniques expérimentales ou de simulation" et Capacité à trouver l'information pertinente, à l'évaluer et à l'exploiter"
Bibliographie
R.B HESLOP et P.L ROBINSON, Chimie inorganique, ed. Flammarion Sciences, Paris A.R.WEST, Solid State and its applications, ed.John Wiley and sons, New York. F.A.COTTON and G.WILKINSON, Advanced inorganic chemistry, ed. Interscience publ.John Wiley and sons, New York.
Jean-Francis MARUCCO, chimie du solide, EDP sciences.

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