Devoir 1 : chimie du solide ... correction détaillée exercice 2 ...

2- Étude des systèmes cubiques. A partir de la mesure de la masse volumique.
a- Donner le mode du réseau cubique du cuivre si l’on a une masse volumique de 8,93 g.cm
-3 et un paramètre de maille a = 361,5 pm (M = 63,54 g.mol-1).
b- Calculer sa masse volumique théorique et par comparaison avec la valeur expérimentale proposer un type de défauts (le nombre d’Avogadro est à connaitre).
c- Calculer le rayon de l’atome de Cuivre si l’on prend le modèle idéal des sphères en contact.

2- Étude des systèmes cubiques.

a- La masse volumique = masse des atomes présents dans la maille / volume de la maille
                                         = 1atome x (63,54 g.mol-1 / 6,02.1023) / (361,5.10-10 cm)3 = 2,23 g.cm
-3 pour le cubique P
                                         = 2 atomes x (63,54 / 6,02.1023) / (361,5.10-10 cm)3 = 4,47 g.cm-3 pour le cubique I
                                         = 4 atomes x (63,54 / 6,02.1023) / (361,5.10-10 cm)3 = 8,94 g.cm
-3 pour le cubique F
la masse volumique mesurée est de 8,93 g.cm
-3
, on peut donc proposer le système cubique F pour le cuivre (voir le cours).

On peut aussi, calculer le nombre d'atomes présents dans la maille et conclure :
8,93 x
(361,5.10-10 cm)3 / (63,54 / 6,02.1023) = 4
et l'on peut donc proposer le système cubique F pour le cuivre.

b- La masse volumique théorique est de 8,94 g.cm
-3 et par comparaison avec la valeur expérimentale qui est de 8,93 g.cm-3
, on peut
proposer des défauts de type lacune puisque expérimentalement, la masse volumique est plus faible que prévu
.
Seule l'absence d'atomes dans le réseau peut expliquer cette différence
(voir le cours).

c- Calculer le rayon de l’atome de Cuivre si l’on prend le modèle idéal des sphères en contact.
Dans un réseau cubique F les atomes sont en contact selon la diagonale de la face donc :
 
a√2 = 4r  soit   r = a√2 / 4 =
361,5√2 / 4 = 127,8 pm
 


Chimie du solide                              Devoir 1                              Correction
Pr Robert Valls & Richard Frèze                                                                                                                                                    robert.valls@univ-amu.fr