Compétences : Trouver un mode de réseau à partir d'une densité et réciproquement ...


On peut déterminer un type de réseau à partir des mesures de masse volumique et du paramètre de maille et réciproquement.
Donner le mode du réseau cubique du Fer a (ferrite) si l’on a une masse volumique ρ =7,87 g.cm-3 et un paramètre de maille
a = 288,6 pm (M = 55,85 g.mol-1).

La masse volumique et obtenue à partir du rapport de la masse des atomes contenus dans la maille sur le volume de la maille.

a- On suppose que le réseau est P : la maille contient donc    8 x 1/8 = 1 atome
ρ = masse d'un atome / volume de la maille = (M / NA) / a3 = (55,85 / 6,02.1023) / (288,6.10-10)3  (attention a doit être en cm)
ρ = 55,85 / 6,02.1023 x 288,63.10-30 = 3,86 g.cm-3

b- On suppose que le réseau est I : la maille contient donc    8 x 1/8 + 1 = 2 atomes
ρ = masse de deux atomes / volume de la maille = (M / NA) / a3 = 2 x (55,85 / 6,02.1023) / (288,6.10-10)3  (attention a doit être en cm)
ρ = 2 x 55,85 / 6,02.1023 x 288,63.10-30 = 7,72 g.cm-3

c- On suppose que le réseau est F : la maille contient donc   8 x 1/8 + 6 x 1/2 = 4 atomes
ρ = masse de quatre atomes / volume de la maille = (M / NA) / a3 = 4 x (55,85 / 6,02.1023) / (288,6.10-10)3  (attention a doit être en cm)
ρ = 4 x 55,85 / 6,02.1023 x 288,63.10-30 = 15,44 g.cm-3

On peut conclure que le réseau du Fer est de type I et comme le calcul théorique conduit à une valeur de la masse volumique théorique
inférieure à la valeur expérimentale proposée, on peut conclure qu'il y a des insertions d'atomes dans le réseau du Fer.
Ce cristal n'est pas parfait et présente des défauts de type insertion.
Une masse volumique théorique supérieure permettrait de conclure à des défauts de type lacunes.


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Chimie du solide              Définition et étude des empilements
Pr Robert Valls & Richard Frèze                                                                                                                      robert.valls@univ-amu.fr