Chapitre 17 : Structure Microscopiques Et Propriétés Physiques Des Solides Flashcards
Définir les deux différents types de solides
Qu’appelle-t-on variétés allotropiques et semi-cristallins ?
Définir un cristal parfait
Pourquoi parle-t-on de solides polycristallin ?
Qu’appelle-t-on «réseau» et «noeud du réseau»
Qu’appelle-t-on «maille»
Qu’appelle-t-on «motif» et «structure cristalline» ?
Qu’est-ce que la structure cubique à face centrée ? À quoi faut-il faire attention ?
Il n’y a pas d’atome au centre : au centre, tous les atomes de toutes les faces se touchent presque
Qu’appelle-t-on coordinence ?
C’est le nombre de plus proches voisins d’un atome dans une structure cristalline
Que vaut la coordinence dans une structure cubique à face centrée ? Justif
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]
Qu’appelle-t-on «population» d’une maille ? Comment l’appelle-t-on également ?
C’est le nombre d’atomes qu’elle contient. On l’appelle également multiplicité.
Donner, en justifiant, la population d’une maille cubique à face centrée
Qu’appelle-t-on «compacité» ?
C’est le pourcentage volumique occupé par des atomes
Que vaut la compacité d’une structure cubique à face centrée ? Justif
Comment calculer les longueurs des diagonales etc en cristallographie ?
Lorsque ce n’est pas évident, utiliser pythagore
Comment déterminer la masse volumique d’un cristal ?
Quel est l’ordre de grandeur des masses volumiques des métaux ?
1 à 20 kg.L-1
Qu’appelle-t-on «sites interstitiels» ? Quels sont les différents types ?
La structure hexagonale centrée (pas au programme), que vaut sa compacité et sa population ?
Définir un site interstitiel octaédrique, où et combien y en a-t-il dans une maille cubique à face centrée ?
Qu’appelle-t-on «habilité» d’un site interstitiel ?
C’est le rayon maximal d’un atome que l’on pourrait insérer dans ce site
Calculer l’habilité d’un site interstitiel octaédrique d’une maille cubique à face centrée en fonction de R
Définir un site interstitiel tétraédrique, où et combien y en a-t-il dans une maille cubique à face centrée ?
Calculer l’habilité d’un site interstitiel tétraédrique d’une maille cubique à face centrée
Quels sont les plus petits entre les sites tétraédriques et octaédriques ?
Les sites tétraédriques sont plus petits que les sites octaédriques
Où sont les métaux dans le tableau périodique ?
Que peut-on dire des métaux : masse volumique ? Propriétés physiques ? Propriétés électriques ? Propriétés optiques ?
Qu’est-ce que le modèle microscopique de la liaison métallique ? Dans un solide métallique
Quelles sont les quatre caractéristiques d’une liaison métallique ? Expliquer alors les propriétés des métaux
Comment évolue le rayon métallique dans le tableau périodique ? Quel est son ordre de grandeur ?
Quelles sont les différentes structures cristallines que l’on peut retrouver chez les métaux ?
Qu’appelle-t-on «alliage», quel est son intérêt ?
Qu’appelle-t-on «alliage de substitution» ? À quelle condition peut-on l’observer ?
Qu’appelle-t-on «alliage d’insertion» ? A quelle condition peut-on l’observer ?
Qu’appelle-t-on «cristal covalent» ? Que vaut alors le rayon covalent ? Avec quels atomes en rencontre-t-on ?
Donc partout sauf chez les métaux
Quelles sont les trois caractéristiques principales des cristaux covalent ?
Donner le modèle VSEPR du diamant en justifiant
Chaque carbone est relié à quatre autres atomes de carbones, il est donc AX4E0 et sa géométrie est tétraédrique
Donner un ordre de grandeur l’énergie de liaison des atomes de carbone dans le diamant
≈ 350 kJ.mol-1
Justifier microscopiquement les propriétés macroscopiques du diamant
Justifier la population et la coordinence dans le diamant
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
Quelle est la structure du diamant ?
Cubique à face centrée, avec un site interstitiel octaédrique sur deux occupé.
Comment est la compacité du diamant par rapport à un cubique à face centrée ?
A peu près deux fois plus petite
Donner un ordre de grandeur de la masse volumique du diamant
≈ 3,5 kg.L-1
Quelle est la structure du graphite ?
Expliquer microscopiquement les propriétés macroscopiques du graphite
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
Quelles sont les caractéristiques des cristaux moléculaires ?
Définir un cristal ionique
Quelles sont les propriétés physiques des cristaux ioniques ?
Justifier microscopiquement
Comment se calculent les rayons ioniques des ions ?
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 ?
Comment modélise-on un cristal ionique ?
Comme un réseau d’anions (plus gros que les cations) dont certains sites interstitiels sont remplis par des cations
Quelles sont les deux interactions qui assurent la cohésion d’un solide ionique ? Quand la stabilité maximale est-elle obtenue ?
La stabilité maximale est obtenue lorsqu’il y a tangence entre anions et cations, tout en évitant impérativement la tangence entre anions
Qu’est-ce que le critère de stabilité d’un cristal ionique ?
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
Si on a un corps simple, comment savoir quel type de cristal il va former ?
Si on a un composé binaire, comment savoir quel type de cristal il va former ?
A quoi faut-il faire attention pour la coordinence pour un solide présentant au moins deux types d’atomes ?
Qu’appelle-t-on un empilement «compact» ?
Si la compacité vaut à peu près 0,74
Comment trancher pour savoir si l’alliage qui se fait est un alliage par substitution ou insertion ? À quoi faut-il faire attention ?
A quoi faut-il faire attention lorsqu’on fait un dessin en cristallographie ?
Il faut faire attention à faire :
- Un gros dessin
- À la règle
- Un petit motif
- Aucune géométrie particulière
Comment exprimer R en fonction de a ?
On cherche le contact entre deux sphères
Comment se note la coordinence ?
[.], [8] pour exprimer une coordinence de 8 par exemple
Comment dessiner les sites tétraédriques simplement pour un cubique à faces centrées ?
On met son doigt au centre et on place un site tétraédrique à la moitié de la distance à chaque sommet
En cristallographie, lorsqu’on dispose de M, la masse molaire du motif, que va-t-on pouvoir utiliser ?
On va pouvoir exploiter ρ(a) pour déterminer a connaissant ρ ou l’inverse
Dans une structure hexagonale, qu’est-ce qui détermine si l’hypothèse de l’empilement compact est correcte ? (Hors-programme)
Il y une condition sur la valeur de c/a :
c/a = √(8/3) ≈ 1,63
Avec a×b×c les dimensions
