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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Mentouri - Constantine Faculté des Sciences Département de Chimie N° d’ordre :…….. Série :…………… THÈSE présentée en vue de l'obtention du grade de magistère de l'Université Constantine mention: Cristallographie par Melle Meriem Benslimane Etude structurale des composés à base d’étain et de complexes organométalliques au cobalt et au manganèse Soutenue le 09/11/2004 devant le jury composé de : M. BENMOUSSA Président Professeur à l’Université Badji Mokhtar de Annaba M.SEBAIS Examinateur Professeur à l’Université Mentouri de Constantine C.BOUDAREN Examinateur Maître de Conférence à l’Université Mentouri de Constantine H.MERAZIG Rapporteur Maître de Conférence à l’Université Mentouri de Constantine Dédicace A mes par ents Ma grande mère Mes frères et sœurs Et à tout ceux que j’aime et j’estime REMERCIEMENTS Je remercie Mr de Hocine Merazig, Maitre de Conférence à l'université de Constantine, pour m'avoir offert le meilleur encadrement de thèse que je pouvais souhaiter. je dois tant, il m'a constamment soutenue et dirigée tout en me laissant une grande liberté. Pour l'intérêt qu'il a bien voulu accorder à mon travail, pour ses conseils clairs et ses questions constructives, pour ses corrections approfondies, pour la motivation qu'il sait inspirer, ainsi que les longues heures qu'il m'a accordées aux difficiles moments de la rédaction, m'ont beaucoup appris et encouragée, je lui exprime ici toute ma reconnaissance. A Chouki Boudaren, Maitre de Conférence à l’université de Constantine, j'ai eu le plaisir de beaucoup travailler avec lui. La pertinence de ses conseils de pédologue et de modélisateur m'ont beaucoup appris et encouragée. Veillez bien trouver ici le témoignage de mon profond respect et ma grande reconnaissance. Egalement, je tient à exprimer toute ma gratitude pour l’honneur que vous m’avez fait, d’avoir accepter d’examiner ce mémoire. Je pris monsieur M.Benmoussa, Professeur à l’Université Badji Mokhtar de Annaba, qui ma fait le très grand honneur de bien vouloir juger ce travail, d’agréer l’hommage de mon profond respect. J’exprime mes respectueux remerciement à monsieur M.Sbais, Professeur à l’Université Mentouri de Constantine, d’avoir accepté de juger ce travail. Table de matière Introduction générale ………………………………………………………………………… CHAPITRE I Analyse élémentaire par fluorescence X • 1 -- Introduction ……………………………………………………………………………… • 2 -- Principes physiques …………………………………………………………………... o 2.1 - Sollicitation standard et rayonnement propre……………………… o 2.2 - Les rayons X…………………………………………………………………….. o 2.3 - L'effet photoélectrique et fluorescence ……………………………….. o 2.4 - Sélection des photons X ………………………………………….….……... • 3 -- Les effets de matrice …………………………………………………………………. o 3.1 - Absorption……………………………………………………………………… o 3.2 - Surexcitation……………………………………………………………………. o 3.3 - Les éléments légers…………………………………………………………… • 4 -- Les spectromètres ………………………………………………………….………….. o 4.1 - Spectromètres dispersifs en énergie (EDS/EDXRF)…………….. o 4.2 - Spectromètres dispersifs en longueur d'onde (WDS/WDXRF).. o 4.3 - Spectromètres utilisant le même principe d'analyse……………… • 5 -- Mise en équation des effets de matrice……………………………………….. o 5.1 - Spectre du tube ………………………………………………………………... o 5.2 - Absorption……………………………………………………………………….. o 5.3 - Fluorescence………………………………………………………... o 5.4 - Loi globale………………………………………………………………………. o 5.5 - lois élémentaires de la physique utiles en fluorescence X ……. 1 4 6 6 6 8 10 15 15 16 16 17 17 17 18 20 21 21 23 24 25 • 6 -- Principe de fonctionnent……………………………………………………………. o 6.1 - Le générateur haute tension……………………………………………….. o 6.2 - Le tube à rayons X…………………………………………………………….. o 6.3 - Porte- échantillon……………………………………………………………… o 6.4 - Echantillon……………………………………………………………………….. o 6.5 - Emission du rayonnement secondaire, dit de fluorescence X…. o 6.6 - Le collimateur…………………………………………………………………… o 6.7 - Le cristal………………………………………………………………………….. o 6.8 - Le détecteur……………………………………………………………………… . • 7 -- Méthodes expérimentale…………………………………………………………….. o 7.1 - Analyse qualitative……………………………………………………………. o 7.2 - Analyse quantitative…………………………………………………………... 8 -- Utilisation du spectromètre de fluorescence X………………………………………. CHAPITRE II Technique expérimentale • 1 -- Introduction……………………………………………………………………………….. • 2 -- Analyse spectroscopique…………………………………………………………….. • 4 -- Analyse radiocristallographique………………………………………………….. • 5 -- Synthèse……………………………………………………………………………………. • 6 -- Caractérisation cristallographique……………………………………………….. • 7 -- Caractérisation par spectroscopie de fluorescence X……………………. 31 32 32 32 32 36 37 37 38 38 38 39 40 42 42 43 48 49 50 Chapitre III Etude structurale de complexes organométalliques à base de cobalt et de manganèse Introduction………………………………………………………………………………………………. Etude structurale du composé CoC23H26OSN9 • 1 -- Introduction ……………………………………………………………………………….….. • 2 -- Etude cristallographique…………………………………………………………………. o 2.1 - Etude préliminaire…………………………………………………………….…... o 2.2 - Enregistrement des intensités…………………………………………………. o 2.3 - Résolution et affinement de la structure…………………………………… o 2.4 - Description de la structure…………………………………………………….. • 3 -- Caractérisation par spectroscopie de fluorescence X…………………….….. o 3.1 - Analyse de la courbe……………………………………………………………… • 4 -- Conclusion…………………………………………………………………………………….. Etude structurale du composé MnC28H26OS2N8 • 1 -- Introduction ……………………………………………………………………………….….. • 2 -- Etude cristallographique……………………………………………………………… o 2.1 - Etude préliminaire……………………………………………………………….. o 2.2 - Enregistrement des intensités…………………………………………………. o 2.3 - Résolution et affinement de la structure ………………………………….. 53 54 54 54 54 55 57 67 68 69 70 70 70 70 71 o 2.4 - Description de la structure……………………………………………… • 3 -- Caractérisation par spectroscopie de fluorescence X………………….. o 3.1 - Analyse de la courbe………………………………………………………… • 4 -- Conclusion……………………………………………………………………………….. Bibliographie……………………………………………………………….……………………… Conclusion générale…………………………………………………………………………….. Annexe I……………………………………………………………………………………………... Annexe II………………………………………………………………..…………………………... Annexe III…………………………………………………………………………………………... Résume…………………………………………………………………………………………….…. Abstract………………………………………………………………………………………………. Index…………………………………………………………………….……………………………. 73 80 80 81 82 87 89 91 104 107 108 110 Introduction générale 1 Introduction générale Introduction générale Toute science progresse par la réalisation et l'interprétation d'expériences, par l'introduction de nouveaux concepts, ... Des améliorations et corrections se succèdent alors, dévoilant parfois des erreurs ou des imprécisions du passé. Dans de nombreuses situations, la recherche scientifique induit des interrogations sur l'articulation des travaux actuels par rapport à la masse des connaissances précédentes. Dès lors, on se rend compte qu'une connaissance, une culture, même partielle, en histoire des sciences, constitue un avantage majeur pour l'étudiant, l'enseignant et plus généralement le scientifique. Actuellement, la cristallographie est une véritable science qui se consacre à l’étude des substances cristallines à l’échelle atomique, basée sur les principes de la mécanique chimique et sur les connaissances concernant la structure de la matière condensée, dont la plus grande partie est composée de cristaux : minéraux et minerais, métaux et alliages, céramiques et ciments, dents, os, pratiquement tout les produits chimiques inorganiques et organiques, vitamines, protéines, virus,…etc. et leur transformations où l’arrangement spatial des atomes est étroitement lié à ses propriétés. Ces méthodes de recherche sont basée essentiellement sur les phénomènes de diffraction, que ce soit par rayon X, radiation synchronique, électrons ou neutrons. Les échantillons peuvent être sous forme de poudre ou de monocristaux. L’évolution de cette branche s’est particulièrement accélérée au cours de ces dernière décennie grâce à plusieurs facteurs : le développement des techniques expérimentales. le développement des travaux théoriques sur la structure de la matière. les progrès technologiques que la cristallographie a su adapter à ses besoins citons : le développement extraordinaire des sources de radiation , du tube à rayon X à la construction nombreuses source de radiation synchronique et de neutrons, ainsi le développement de 2 Introduction générale nouvelle génération de détecteurs électroniques beaucoup plus fiables et sensibles, permettant l’accès à des structures aussi complexes et des outils informatiques très performants pour le traitement des données obtenus dans les expériences de diffraction par l’échantillon, mais toutes ces innovations extraordinaires n’auraient eu qu’un intérêt limité, si les cristallographes n’avaient pas réussi de leur coté, leur propre révolution méthodologique. Nous disposons au niveaux du Laboratoire de Chimie Moléculaire du Contrôle de l’environnement et des Mesures Physico-chimiques, du département de chimie de l’université Mentouri de Constantine[1]des techniques les plus sophistiquées : Le diffractométre à quatre cercles ENRAF-NANIOUS lié à des ordinateurs via une interface, dans lesquels est implantée une chaîne de programmes, permettant simultanément la mesure des intensités diffractées. la spectrométrie de fluorescence X lié aussi à des ordinateurs via une interface, permettant l’analyse qualitative et quantitative des élément du tableau de Mendeleïev du Bore à l’Uranium. A la suite de nos travaux nous avons été amenés à examiner par diffraction des rayons X et par spectrométrie de fluorescence X deux composés organométalliques bien cristallisées, fournis par le professeur D.VELMURUGAN du Laboratoire de Cristallographie et de Biophysique de l’Université de Madras, INDE. L’objet du présent mémoire est d’explorer les renseignement cristallographiques concernant le type de composés étudier, il est constitué de trois chapitres : Dans une première partie(Chapitre.I) nous dressons un rappel sur l’une des techniques les plus sophistiqués : la spectrométrie de Fluorescence X. Le second chapitre de cette partie (Chapitre.II) est consacré à la définition des techniques utilisées et les résultats de caractérisation par spectroscopie fluorescence X, ainsi que l’étude radiocristallographique des composés à base d’étain. 3 Introduction générale La troisième partie (Chapitre.III) est consacrée à notre recherche, la présentation et la discussion de deux structure cristallines ; il s’agit des structures organométalliques : MnC28H26S2N8 , CoC23H26SON9. Une analyse structurale et une description ont été largement discutés. Enfin, nous terminerons avec une conclusion générale et perspectives des deux structures cristallines. Chapitre I Analyse élémentaire par fluorescence X 4 Chapitre I: Analyse élémentaire par fluorescence X 1 -- Introduction La spectrométrie de fluorescence X (FX ou XRF pour X-ray fluorescence) est une technique permettant l'analyse élémentaire[2], c'est-à-dire que l'on peut savoir quelle quantité on a de tel ou tel atome, mais on ne sait pas sous quelle forme chimique. Cette technique utilise des phénomènes physiques qui uploads/Litterature/ memire-master-physique.pdf