Cristaux binaires - Compétences : retrouver les valeurs proposées dans les conditions de stabilité des cristaux ...



Conditions de stabilité des cristaux

La coordinance 3 parfaite est obtenue pour R+ / R-  = 0,155 (tous les ions sont en contact), elle est conservée jusqu’à R+ / R- = 0,224
valeur de la coordinance 4 parfaite.

Les valeurs limites du rapport R+ / R-  pour une coordinance de 3, 4, 6, 8 et 12 sont données dans le tableau suivant :
 

  coordinance R+ / R- entre : Exemple  
  3 0,155 et 0,224 --- ---
  4 (tétraédrique) 0,224 et 0,414 SiO4 : 0,3 Quartz
  6 (octaédrique) 0,414 et 0,732 TiO6 : 0,5 Rutile
  8 (cubique) 0,732 et 1 CaF8 : 0,8 Fluorine
  12 (cuboctaédrique) 1 et 1,366 BaO12 : 1,08 Pérovskite
  8 1,366 et 2,414 inversion R+ R-  
 

Remarque : la condition est nécessaire mais non suffisante et à elle seule, elle ne permet pas à de préciser le type de structure d’un
cristal (il y a des exceptions à cette règle).

                          
       hauteur du triangle équilatéral                    diagonale / 2 = R+ + R-                 diagonale du cube / 2 = R+ + R-                     aucun calcul car au centre
        h =  2 R- sin 60° = 2 R- √3/2            diagonale / 2 = 2 R- √2 / 2 =  R- √2                diagonale / 2 = 2 R- √3 / 2                        d'un cuboctaèdre l'atome
   et 2/3 h = R+ + R-en divisant par R-                     R- √2 =  R+ + R-                                        R- √3 =  R+ + R                                  a la même taille que
   [2/3 (2 R- √3/2)] / R- = R+ / R- + 1                      en divisant par R-                                 en divisant par R-                                       les autres aussi :
          R+ / R- = 2/√3 - 1 = 0,155                      R+ / R- = √2 - 1 = 0,414                       R+ / R- = √3 - 1 = 0,732                                      R+ / R- = 1
                                                            
On n'a représenté que le plan carré

                        pour faciliter les calculs, on considère le cube virtuel (cliquer sur "style" puis "boîte englobante")   
alors diagonale de la face  = 2 R-
côté du cube = 2 R- / √2 = R- √2

les calculs dans le cube étant largement utilisés, cette présentation permet de simplifier les équations         
diagonale du cube virtuel / 2 = R+ + R-
diagonale du cube virtuel / 2 = (R- √2) √3 / 2 = R- √3 / √2
en divisant par R-

R+ / R- = √3 / √2 - 1 = 0,224

Cette partie de cours est principalement constitué de connaissances aussi vous devez la lire attentivement et la mémoriser.

Pensez à revenir à la page "Connaissances et compétences" pour vérifier vos acquisitions.


Chimie du solide               Cristaux binaires
Pr Robert Valls & Richard Frèze                                                                                                                      robert.valls@univ-amu.fr