Exercice 1 : Le cuivre : un minéral cristallin (9 points) Le cuivre est un métal constitué d'atomes, de symbole Cu. Plus facile à travailler que le fer, il a servi dans la fabrication d'outils en métal depuis l'âge du bronze (3600 ans à 600 ans avant notre ère). Ce matériau très bon conducteur est aussi omniprésent dans les appareils et installations électriques. On souhaite, par une manipulation assez simple et quelques calculs, déterminer si sa structure est cubique simple (Hypothèse 1) ou cubique à faces centrées (Hypothèse 2). Données paramètre de maille a = 361pm, masse atomique mcu = 1,05.10-25 kg. : 1. Rappeler la définition d'un minéral cristallin. Préciser ce que représente une maille élémentaire. 2. Indiquer (sans justification) si la reformation d'un cristal à partir d'un minéral fondu (lave) suppose un refroidissement lent ou rapide. Comment appelle-t-on le type de solide obtenu autrement ? 3. Représenter la disposition des atomes dans la maille élémentaire de la structure cubique simple, et dans la maille élémentaire de la maille cubique à faces centrées, sur l'Annexe 3. 4. Quel est le nombre N d'atomes contenus dans chaque maille élémentaire ? 5. Justifier que la masse volumique du cuivre, dans l'hypothèse 1 (si sa structure est cubique simple) peut s'écrire : mcu P = a³ Calculer la valeur de la masse volumique dans cette hypothèse.
