Les cristaux ioniques

(1)

AdM 1

Les cristaux ioniques

Rayons ioniques (en pm)

Ion r Ion r Ion r Ion r Ion r Ion r

Li⁺ 60 Be²⁺ 31 B³⁺ 20 C⁴⁺ 15 O^2- 140 F^- 136

Na⁺ 95 Mg²⁺ 65 Al³⁺ 50 Si⁴⁺ 41 S^2- 184 Cl^- 181 K⁺ 133 Ca²⁺ 99 Sc³⁺ 81 Ge⁴⁺ 53 Se^2- 198 Br^- 195 Rb⁺ 148 Sr²⁺ 113 Y³⁺ 93 Sn⁴⁺ 71 Te^2- 221 I^- 216 Cs⁺ 169 Ba²⁺ 135 La³⁺ 115 Pb⁴⁺ 84

- Plus l'ion possède de charges positives, plus le rayon ionique est petit (attraction des électrons )

- Plus l'ion possède de charges négatives, plus le rayon ionique est grand ( répulsion de charges négatives)

- Pour une même charge, plus le numéro atomique est élevé, plus le rayon de l'ion est grand (plus grand nombre d'électrons)

(2)

AdM 2

Réseaux ioniques du type AB

- Si rA/rB >0,7 : souvent type du chlorure de césium CsCl

Représentants: CsCl, CsBr, CsI

- Si 0,7>rA/rB>0,4 : souvent type du chlorure de sodium NaCl

Représentants: KF, CaO, NaF, KCl, SrS, RbI, KBr, CaS, KI, MgO, LiF, NaCl, NaBr, MgS,NaI, LiCl, LiBr, LiI

- Si 0,4>rA/rB>0,2 : souvent type de la blende ZnS

Représentants: BeO, BeS, BeSe...

(3)

AdM 3

Réseaux ioniques du type AB

₂

- Si rA/rB >0,7 : souvent type de la fluorite CaF2

Représentants: BaF2, PbF2,SrF2,ThO2,CaF2,UO2,CeO2,CdF2, ZrF2,HfF2

- Si 0,7>rA/rB>0,4 : souvent type du rutile TiO2

Représentants: TeO2, MnF2, PbO2, FeF2, CoF2, ZnF2, NiF2, MgF2, SnO2, MoO2, WO2, TiO2, VO2, MnO2

(4)

AdM 4

La maille élémentaire

C'est le plus petit volume de l'espace qui reproduit le réseau entier quand il est juxtaposé à lui- même.

Exemple1:

Maille élémentaire du chlorure de sodium:

Les ions se "touchent" le long des arêtes (ions Cl^- en noir, ions Na⁺ en gris)

Longueur de l'arête = 2(95 + 181) = 552 pm Volume de la maille cubique = 552³ pm³ Nombre d'ions Na⁺ = 1 + 12 x 1/4 = 4 Nombre d'ions Cl^-= 6x1/2 +8x1/8 = 4

Exemple 2:

Maille élémentaire du chlorure de césium:

Les ions se "touchent" le long des diagonales (ions Cl^- en noir, ions Cs⁺ en gris)

Longueur de la diagonale = 2(169 + 181) = 700 pm Longueur de l'arête = x

Longueur de la diagonale d'une face = Longueur de la diagonale du cube=

Détermination de x:

Volume de la maille =

2 x

3 x

3 / 700 700

3= ⇔ x=

x

3

)3

3 / 700

( pm