Chap. 3.1 : liaison ionique et solides cristallins Flashcards
Analyse d’une liaison : A et B sont identiques
Alors ils ont le même X.
Le nuage électronique est parfaitement symétrique, partagé entre les deux atomes.
⇒ La liaison est parfaitement covalente
Analyse d’une liaison : A et B sont différents, et X(B) > X(A)
Probabilité de présence du doublet plus forte autour de B : nuage électronique dissymétrique. Formation d’un pôle + et d’un pôle -, la liaison est polarisée.
Caractère ionique < 100%
Analyse d’une liaison : A et B sont différents X(B)»_space; X(A)
Le doublet reste localisé autour de B.
Comme si A avait perdu un électron (devient donc un cation) et B gagné un électron (devient donc anion).
Ce n’est donc plus une liaison chimique, car pas de formation de molécule.
En raison de la formation du cation et de l’anion, il s’agit désormais d’une attraction électrostatique entre les deux.
Causes et Conséquences de l’attraction électrostatique entre le cation et l’anion ?
Anion cherche à s’entourer de cations et le cation cherche à s’entourer d’anions.
–> formation d’un cristal ionique
Qu’est ce qu’un cristal ionique ?
Formation d’un système tridimensionnel, dans lequel anions et cations se touchent tangentiellement
Condition de stabilité du réseau cristallin ?
Stabilité tant qu’il n’y a pas de contact entre anions et anions ou cations et cations : la répulsion fait s’écrouler le réseau.
Qu’est ce que l’énergie réticulaire d’un cristal ionique ?
L’énergie de liaison entre cations et anions au sein du cristal.
Energie de formation du solide ionique à partir de ses ions gazeux.
Energie libérée en ramenant les ions libres, initialement situés à distance infinie, dans le cristal solide
Equation de l’énergie réticulaire ?
C+(g) + A-(g) ➙ CA(s)
Signe : Er «<0 puisqu’on passe d’espèces libres = agitées à une molécule stable donc peu d’énergie.
Détermination expérimentale de l’énergie réticulaire ?
On peut la déterminer indirectement à partir de la somme d’autres formes d’énergies : ionisation, affinité, changement d’état, entropie.
= Cycle de Born-Haber
Quels sont les deux types de solide ?
- solides amorphes
- solides cristallins
Quelles sont les caractéristiques d’un solide cristallin ?
- structure ordonnée
- une température de fusion définie = une discontinuité des propriétés lors des changements d’états physiques.
Le changement d’état se fait à T° constante.
Quelles sont les caractéristiques d’un solide amorphe ?
- structure désordonnée
- pas de Tf définie : lors d’un changement d’état, passe par une phase pâteuse.
Maille élémentaire ?
Plus petite maille permettant de reconstituer le réseau par répétition périodique dans l’espace 3D.
Ses propriétés sont généralisables à tout le cristal.
Combien existe-t-il de systèmes cristallins ?
7.
Définissent ensuite 14 réseaux de Bravais
Répartition des particules : simple/primitive :
Particule à chaque sommet de la forme
Répartition des particules : Centrée
Particule à chaque sommet + au centre de la forme
Répartition des particules : à bases centrées
Particule à chaque sommet + au centre de deux faces.
Répartition des particules : à faces centrées
Particule à chaque sommet + au centre de chaque face
Répartition des particules : hexagonale compacte
Particule a chaque sommet de la forme hexagonale, au centre des deux bases + plan “intermédiaire” : 6 particules.
Quels sont les réseaux les plus fréquents ?
Cubique centré, cubique à bases centrées, CFC, et HC
Par quoi est imposée la structure cristalline des composés ioniques ?
Deux critères :
- Neutralité électronique du cristal : autant de charges + que de charges -
- La taille relative des ions (car si ion central trop petit, risque que des ions similaires se touchent)
Quels sont les ions qui font la loi ?
Les plus gros (anions en général). Imposent le type d’empilement. Les ions les plus petits (cations en général) se placent dans les interstices.
On a toujours : rc < ra
Stratégie et positions des ions dans le solide cristallin ?
But des ions : s’entourer d’un nb aussi grand que possible d’ions de signe opposé.
Les anions sont obligatoirement en tangence mixte avec les cations.
La tangence entre les anions qui entourent le cations n’est pas permise.
Qu’est-ce que la coordinence d’un ion ?
Le nb d’ions de signes opposés qui lui sont tangents.
On note son indice de coordination IC.
Deux propriétés sur IC ?
- le cation est gros, + on peut mettre d’anions tangents, et + IC est grand
- Si le composé ionique est simple : AB, alors la IC(A) = IC(B)
Lien entre rayon et coordinence ?
Le rayon d’un atome augmente légèrement avec la coordinence
Condition limite de la structure ?
Si les anions deviennent tangents entre eux, on parle de double tangence : c’est le remplissage limite de la maille.
On a atteint la compacité maximum de la structure pour la coordinence envisagée.
C’est la condition limite pour la structure.
Groupement formulaire ?
Paire CA
Multiplicité d’une maille ?
Notée Z.
Nb de groupement formulaires CA dans la maille.
Compacité d’une maille ?
Rapport du volume occupé par les ions (ne pas oublier de séparer anions et cations et de multiplier par le nb de chaque) sur le volume de la maille
Volume d’un cube ?
a³
Volume d’une sphère ?
(4/3) π r³
Compacité maximale ?
la compacité lors du remplissage maximum; c’est-à-dire quand on atteint la limite de la structure.
Masse d’une maille ?
Z x m(CA)
avec Z la multiplicité de maille
