LC17 : Solides cristallins

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Biblio

• Tout en un chimie, De Boeck 2014 : p 401

Prérequis :

• Modèle du cristal parfait
• Définitions : compacité, population, coordinence, mailles élémentaires

La cohésion du solide résulte de l’interaction entre les différents édifices qui le composent. Selon le type d’édifice, et le type d’interaction, le solide n’aura pas les mêmes propriétés macroscopiques. diapo: Triangle de Ketelaar. Aujourd’hui, nous allons tenter d’expliquer les aspects microscopiques du solide cristalin (état ordonné de la matière) en appliquant le modèle du cristal parfait que vous avez vu.

On va s’intéresser à des sommets de ce triangle, modèles limites pour simplifier l’étude

I Solide ionique (p405)

Prenons l’exemple qie l’on va garder en fil rouge de NaCl

1) Cohésion

Ici, les sphères dures sont des ions, charges complètement séparées. Interaction : Electrostatique. Rayon sphères=rayon ionique. Tangence cation-anion (cohésion, car interaction entre eux, logique). Liaisons localisées, directionnelles et fortes (100-600kJ/mol) : dur, soluble dans solvant polaire, Tf élevée (800°C pour le sel)

2) Structure

On décrit plus suvent la maille par le réseau anionique (plus gros, on interprète les cations comme insérés). Ici : CFC.

Sur diapo, rappel de la coordinnence, la population.

A faire : condition de tangence des ions, condition d’existence. Existe sous certaines conditions, mais si les rayons sont différents de cette condition, on peut avoir d’autres types de structures : sur diapo, CsCl, ZnS…

3) Mesure expérimentale du paramètre de maille

Picnomètre NaCl dans cyclo

II Cristaux métalliques (p401)

1) Propriétés

Ici, interaction non localisée et non directionnelle, sur tout le solide. Par cela, on peut expliquer leur grande conductivité électrique par exemple(10^7 S/m). De plus, les plans peuvent glisser les uns sur les autres (non directionnalité), donc ductiles.

2) Allotropie

Métaux capables de cristalliser sous différentes structures : c’est l’allotropie. Ex Fe: T>906°C CFC, sinon cubique centrée.

Les métaux sont donc assez variables en structure, et un même métal peut cristalliser dans plusieurs structures. Une autre souplesse sont les alliages

3) Alliages

Insersion ou substitution. Exemple sur diapo, exemple du laiton.

Mesure de la fraction massique laiton

Diapo : Lien du PDF

pptx : slides.pptx

Protocoles :

Laiton :Lien du PDF

Pycno : Lien du PDF