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Chimie SUP > Chapitre 17 : Structure Microscopiques Et Propriétés Physiques Des Solides > Flashcards

Chapitre 17 : Structure Microscopiques Et Propriétés Physiques Des Solides Flashcards

1
Q

Définir les deux différents types de solides

A
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Q

Qu’appelle-t-on variétés allotropiques et semi-cristallins ?

A
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3
Q

Définir un cristal parfait

A
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4
Q

Pourquoi parle-t-on de solides polycristallin ?

A
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5
Q

Qu’appelle-t-on «réseau» et «noeud du réseau»

A
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6
Q

Qu’appelle-t-on «maille»

A
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7
Q

Qu’appelle-t-on «motif» et «structure cristalline» ?

A
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8
Q

Qu’est-ce que la structure cubique à face centrée ? À quoi faut-il faire attention ?

A

Il n’y a pas d’atome au centre : au centre, tous les atomes de toutes les faces se touchent presque

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9
Q

Qu’appelle-t-on coordinence ?

A

C’est le nombre de plus proches voisins d’un atome dans une structure cristalline

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10
Q

Que vaut la coordinence dans une structure cubique à face centrée ? Justif

A

Il en touche 4 à son niveau, 4 au-dessus, 4 en-dessous OU il en touche 4 en carré selon chaque plan

Coordinence de [12]

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11
Q

Qu’appelle-t-on «population» d’une maille ? Comment l’appelle-t-on également ?

A

C’est le nombre d’atomes qu’elle contient. On l’appelle également multiplicité.

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12
Q

Donner, en justifiant, la population d’une maille cubique à face centrée

A
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13
Q

Qu’appelle-t-on «compacité» ?

A

C’est le pourcentage volumique occupé par des atomes

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14
Q

Que vaut la compacité d’une structure cubique à face centrée ? Justif

A
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15
Q

Comment calculer les longueurs des diagonales etc en cristallographie ?

A

Lorsque ce n’est pas évident, utiliser pythagore

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16
Q

Comment déterminer la masse volumique d’un cristal ?

A
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17
Q

Quel est l’ordre de grandeur des masses volumiques des métaux ?

A

1 à 20 kg.L-1

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18
Q

Qu’appelle-t-on «sites interstitiels» ? Quels sont les différents types ?

A
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19
Q

La structure hexagonale centrée (pas au programme), que vaut sa compacité et sa population ?

A
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20
Q

Définir un site interstitiel octaédrique, où et combien y en a-t-il dans une maille cubique à face centrée ?

A
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21
Q

Qu’appelle-t-on «habilité» d’un site interstitiel ?

A

C’est le rayon maximal d’un atome que l’on pourrait insérer dans ce site

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22
Q

Calculer l’habilité d’un site interstitiel octaédrique d’une maille cubique à face centrée en fonction de R

A
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23
Q

Définir un site interstitiel tétraédrique, où et combien y en a-t-il dans une maille cubique à face centrée ?

A
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24
Q

Calculer l’habilité d’un site interstitiel tétraédrique d’une maille cubique à face centrée

A
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25
Q

Quels sont les plus petits entre les sites tétraédriques et octaédriques ?

A

Les sites tétraédriques sont plus petits que les sites octaédriques

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26
Q

Où sont les métaux dans le tableau périodique ?

A
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27
Q

Que peut-on dire des métaux : masse volumique ? Propriétés physiques ? Propriétés électriques ? Propriétés optiques ?

A
28
Q

Qu’est-ce que le modèle microscopique de la liaison métallique ? Dans un solide métallique

A
29
Q

Quelles sont les quatre caractéristiques d’une liaison métallique ? Expliquer alors les propriétés des métaux

A
30
Q

Comment évolue le rayon métallique dans le tableau périodique ? Quel est son ordre de grandeur ?

A
31
Q

Quelles sont les différentes structures cristallines que l’on peut retrouver chez les métaux ?

A
32
Q

Qu’appelle-t-on «alliage», quel est son intérêt ?

A
33
Q

Qu’appelle-t-on «alliage de substitution» ? À quelle condition peut-on l’observer ?

A
34
Q

Qu’appelle-t-on «alliage d’insertion» ? A quelle condition peut-on l’observer ?

A
35
Q

Qu’appelle-t-on «cristal covalent» ? Que vaut alors le rayon covalent ? Avec quels atomes en rencontre-t-on ?

A

Donc partout sauf chez les métaux

36
Q

Quelles sont les trois caractéristiques principales des cristaux covalent ?

A
37
Q

Donner le modèle VSEPR du diamant en justifiant

A

Chaque carbone est relié à quatre autres atomes de carbones, il est donc AX4E0 et sa géométrie est tétraédrique

38
Q

Donner un ordre de grandeur l’énergie de liaison des atomes de carbone dans le diamant

A

≈ 350 kJ.mol-1

39
Q

Justifier microscopiquement les propriétés macroscopiques du diamant

A
40
Q

Justifier la population et la coordinence dans le diamant

A
41
Q

Déterminer la taille d’une arrête a d’une maille de diamant, sachant que la longueur de liaison C-C vaut l=154,5 pm

A
42
Q

Quelle est la structure du diamant ?

A

Cubique à face centrée, avec un site interstitiel octaédrique sur deux occupé.

43
Q

Comment est la compacité du diamant par rapport à un cubique à face centrée ?

A

A peu près deux fois plus petite

44
Q

Donner un ordre de grandeur de la masse volumique du diamant

A

≈ 3,5 kg.L-1

45
Q

Quelle est la structure du graphite ?

A
46
Q

Expliquer microscopiquement les propriétés macroscopiques du graphite

A
47
Q

Qu’appelle-t-on «cristal moléculaire» ? Définir le rayon de Van Der Waals, donner un ordre de grandeur et dire comment il évolue dans le tableau périodique

A
48
Q

Quelles sont les caractéristiques des cristaux moléculaires ?

A
49
Q

Définir un cristal ionique

A
50
Q

Quelles sont les propriétés physiques des cristaux ioniques ?

A
51
Q

Justifier microscopiquement

A
52
Q

Comment se calculent les rayons ioniques des ions ?

A
53
Q

Comparer le rayon d’un cation à celui de son atome ? De même pour un anion ? Comment les rayons ioniques évoluent-ils dans le tableau périodique ?

A
54
Q

Comment modélise-on un cristal ionique ?

A

Comme un réseau d’anions (plus gros que les cations) dont certains sites interstitiels sont remplis par des cations

55
Q

Quelles sont les deux interactions qui assurent la cohésion d’un solide ionique ? Quand la stabilité maximale est-elle obtenue ?

A

La stabilité maximale est obtenue lorsqu’il y a tangence entre anions et cations, tout en évitant impérativement la tangence entre anions

56
Q

Qu’est-ce que le critère de stabilité d’un cristal ionique ?

A

On regarde l’endroit où la tangence anion-anion est la plus susceptible d’arriver, on a donc une inégalité de distance (r- en fonction de a, puis on exprime a en fonction de r- et r+) à respecter pour que le cristal soit stable

57
Q

Si on a un corps simple, comment savoir quel type de cristal il va former ?

A
58
Q

Si on a un composé binaire, comment savoir quel type de cristal il va former ?

A
59
Q

A quoi faut-il faire attention pour la coordinence pour un solide présentant au moins deux types d’atomes ?

A
60
Q

Qu’appelle-t-on un empilement «compact» ?

A

Si la compacité vaut à peu près 0,74

61
Q

Comment trancher pour savoir si l’alliage qui se fait est un alliage par substitution ou insertion ? À quoi faut-il faire attention ?

A
62
Q

A quoi faut-il faire attention lorsqu’on fait un dessin en cristallographie ?

A

Il faut faire attention à faire :

  • Un gros dessin
  • À la règle
  • Un petit motif
  • Aucune géométrie particulière
63
Q

Comment exprimer R en fonction de a ?

A

On cherche le contact entre deux sphères

64
Q

Comment se note la coordinence ?

A

[.], [8] pour exprimer une coordinence de 8 par exemple

65
Q

Comment dessiner les sites tétraédriques simplement pour un cubique à faces centrées ?

A

On met son doigt au centre et on place un site tétraédrique à la moitié de la distance à chaque sommet

66
Q

En cristallographie, lorsqu’on dispose de M, la masse molaire du motif, que va-t-on pouvoir utiliser ?

A

On va pouvoir exploiter ρ(a) pour déterminer a connaissant ρ ou l’inverse

67
Q

Dans une structure hexagonale, qu’est-ce qui détermine si l’hypothèse de l’empilement compact est correcte ? (Hors-programme)

A

Il y une condition sur la valeur de c/a :

c/a = √(8/3) ≈ 1,63

Avec a×b×c les dimensions

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