Eléments de cristallographie

lchm1253  2020-2021  Louvain-la-Neuve

Eléments de cristallographie
En raison de la crise du COVID-19, les informations ci-dessous sont susceptibles d’être modifiées, notamment celles qui concernent le mode d’enseignement (en présentiel, en distanciel ou sous un format comodal ou hybride).
4 crédits
30.0 h + 10.0 h
Q1
Enseignants
Langue
d'enseignement
Français
Préalables
base de connaissances algébriques
Thèmes abordés
  • Les éléments de symétrie
  • Réseau cristallin
  • Groupes ponctuels
  • Groupes d'espace
  • Utilisation des Tables Internationales de Cristallographie
  • Principes de diffraction, l'espace réciproque
  • Intensité diffractée par un cristal
  • Diffraction sur monocristaux, diffraction de poudre Les méthodes et les instruments expérimentales
  • Information obtenue par la diffraction Introduction à la chimie structurale, contribution de la cristallographie dans la connaissance de la chimie
Acquis
d'apprentissage

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :

1
  • compréhension raisonnée (savoir d'expliquer) de la symétrie et en particulier de la symétrie moléculaire
  • compréhension des fondements des méthodes modernes d'analyse cristallographique et des résultats qu'elles permettent d'obtenir
 

La contribution de cette UE au développement et à la maîtrise des compétences et acquis du (des) programme(s) est accessible à la fin de cette fiche, dans la partie « Programmes/formations proposant cette unité d’enseignement (UE) ».
Contenu
Symétrie
  1. Introduction, molécules et cristaux, les éléments de symétrie
  2. Groupes ponctuels, chiralité
  3. Translation, groupes du plan, réseau cristallin, les éléments de symétrie périodique
  4. Groupes spatiaux, Tables Internationales de Cristallographie
Méthodes
  1. Rayons X, neutrons, principes de diffraction, l'espace réciproque
  2. Facteur de structure, synthèse de Fourier, problème de phase
  3. Information obtenue par la diffraction
  4. Méthodes de diffraction: monocristaux et polycristaux (poudres)
  5. Résolution des structures, identification des composés connus et inconnus
  6. Affinement des structures cristallines
  7. Présentation des logiciels modernes (CrysAlis, Fullprof, Shelx, Fox)
Résultats
  1. Utilisation et présentation des résultats, interprétation des données de la littérature
  2. Introduction à la chimie structurale
  3. Chimie par la diffraction: études in-situ
  4. Les grands "instruments" - synchrotrons et sources des neutrons: les grand possibilités
Méthodes d'enseignement

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Le cours est donné avec l'utilisation des présentations PowerPoint, disponible sur moodle. Le cour comprend également la démonstration des logiciels et l'utilisation de matériel interactif. Des exercices sont prévus pour faciliter la compréhension.
Exercices:            
  1. Groupes ponctuels
  2. Réseaux. Groupes du plan. Plan de glissement
  3. Groupes spatiaux
  4. Les exercices pratiques dans le laboratoire:
  • diffraction sur monocristaux, de poudre
  • Description et comparaison des structures cristallines.
  • Les types de structure
Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

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L'examen oral avec un préparation écrite. Il comprend deux questions théoriques avec préparation écrite, les autres sans préparation (total de 15 points). La partie pratique est examinée par l'ingénieur, Dr. Koen Robeyns, et elle est évaluée avec un maximum de 5 point. Les étudiants peuvent obtenir un point de plus pour un travail créatif à domicile.
Ressources
en ligne
> https://symmetry.otterbein.edu/ - guide interactif sur la symétrie moléculaire
> https://escher.epfl.ch/mobile/ - cristallographie sur un téléphone portable, groupes périodiques 2D
> https://nanocrystallography.research.pdx.edu/index.py/links - collection des liens utiles
> https://escher.epfl.ch/eCrystallography/ - cours électronique de cristallographie
Bibliographie
  1. J.-J. Rousseau, A. Gibaud, Cristallographie géométrique et radiocristallographie (Dunod, 3e édition, 2007).
  2. R. Tilley, Crystals and crystal structures (Wiley, 2006).
Faculté ou entité
en charge
Force majeure
Modes d'évaluation
des acquis des étudiants
La crise sanitaire implique des incertitudes quant aux modalités d’évaluation en particulier pour la session de janvier. Deux options sont envisagées selon la sévérité des contraintes liées à la crise sanitaire.
Un plan A en présentiel :
  • Examen oral
Un plan B en distanciel :
  • Examen oral sur Teams


Programmes / formations proposant cette unité d'enseignement (UE)

Intitulé du programme
Sigle
Crédits
Prérequis
Acquis
d'apprentissage
Mineure en chimie

Bachelier en sciences chimiques

Master [120] en biochimie et biologie moléculaire et cellulaire