Séquence 2 : Des edifices ordonnes - les cristaux
L'organisation moléculaire étant déjà connue, ce thème aboie une autre forme d'organisation de la matière : l'état cristallin (qui revêt une importance majeure, tant pour la connaissance de la nature - minéraux et roches, squelettes etc. - que pour ses applications techniques). La compréhension de cette organisation fournit l'occasion de développer des compétences de représentation dans l'espace.
Savoirs
Le chlorure de sodium solide (présent dans les roches ou issu de l'évaporation de l'eau de mer) est constitué d'un empilement régulier d'ions : c'est l'état cristallin. Plus généralement, la structure microscopique d'un cristal conditionne certaines de ses propriétés macroscopiques notamment la masse volumique.
Un composé de formule chimique donnée peut cristalliser sous différents types de structures.
Ainsi les minéraux se caractérisent par leur composition chimique et leur organisation cristalline. Une roche est formée de l'association de cristaux d'un même minéral ou de plusieurs minéraux.
Des structures cristallines existent aussi dans les organismes biologiques (coquille, squelette, calcul rénal etc.).
Dans le cas des solides amorphes, l'empilement d'entités se fait sans ordre géométrique. C'est le cas du verre.
Certaines roches volcaniques contiennent du verre, issu de la solidification très rapide d'une lave.
Savoir-faire
Utiliser une représentation 3D informatisée du cristal de chlorure de sodium.
Relier l'organisation de la maille au niveau microscopique à la structure du cristal au niveau macroscopique
Liens mathématiques :
- représentation dans l'espace, perspective cavalière
- grandeurs et mesures
Distinguer, en termes d'échelle et d'organisation spatiale, atome ou molécule, maille, cristal, minéral, roche.
Identifier des structures cristallines sur un échantillon ou une image.
Identifier des structures cristallines chez les êtres vivants.
Liens mathématiques :
- grands nombres, petits nombres, puissances de 10.
Mettre en relation la structure amorphe ou cristalline d'une roche et les conditions de son refroidissement.
Site ressource pour visualiser des structures cristallines en 3 dimensions : http://www.librairiedemolecules.education.fr/outils/minusc/app/minusc.htm
=> Aller dans l'onglet fichiers pour taper le nom de la molécule ou de l'élément chimique à visualiser
