Exercice : Définir ... les conditions de diffraction ...


Classer les plans réticulaires des systèmes cubiques en ordre croissant relativement à la diffraction (jusqu’à h2+k2+l2 = 28).
On rappelle les exceptions qu'il y a des exceptions.
Essayez de réfléchir au pourquoi il y a ces exceptions.
A partir de ce tableau, on va préciser la méthode utilisée pour différentier les différents types de réseaux cubiques (d1 / dn).
Compléter le tableau pour définir les types de réseau P, I ou F des systèmes cubiques en utilisant le tableau qui donne les conditions
d'existence des réflexions.

Partant du premier plan 100 pour lequel la somme des carrés donne 12 + 02 + 02 = 1, on va chercher des chiffres dont la somme est
égale à 2, 3, 4, ...
le second plan 110 a une somme de 12 + 12 + 02 = 2  (il suffit de remplacer un 0 par 1),
le troisième plan 111 a une somme de 1
2 + 12 + 12 = 3  (il suffit de remplacer encore un 0 par 1),
le quatrième plan 200 a une somme de 2
2 + 02 + 02 = 4  (il faut passer au chiffre 2),
le 5ème plan 210 a une somme de 2
2 + 12 + 02 = 5  (il suffit de remplacer un 0 par 1),
le 6ème plan 211 a une somme de 2
2 + 12 + 12 = 6  (il suffit de remplacer encore un 0 par 1),

On constate que la somme des carrés de trois nombres entiers ne peut donner 7
le 7ème plan 220 a donc une somme de 2
2 + 22 + 02 = 8,
le 8ème plan 221 a une somme de 2
2 + 22 + 12 = 9, ... à vous pour la suite !   (tableau jusqu'à 100)

On rappelle que la somme des carrés de trois nombres entiers ne peut être égale à : 7, 15, 23, 28, 31 ...

 
                          Cliquer sur la figure pour obtenir l'image initiale

Les conditions d'existence des raies ont été proposées
en cours et sont les suivantes :
 - pour le type P = aucune (donc tous les plans diffractent)
 - pour le type I = il faut que la somme h + k + l soit paire
 - pour le type F = il faut que tous les indices soient pairs
   ou impairs.

La première raie d'un système cubique de type P
correspond au plan 100 avec   dhkl = a.
La deuxième correspond au plan 110 avec   dhkl = a / √2.
La septième raie, du fait d'une impossibilité mathématique
(
il n'existe pas h2 + k2 + l2 = 7 avec des entiers) il y a un décalage
et le plan est 220 conduit à dhkl = a / √8
.

La première raie d'un système cubique I correspond au
plan 110 avec   dhkl = a / √2. Car le premier plan 100
présente un phénomène d'extinction avec le plan 200.
La deuxième correspond au plan 200 avec   dhkl = a / √4.
La septième raie, correspond  au plan est 321 avec
dhkl = a / √14.

La première raie d'un système cubique F correspond au
plan 111 avec   dhkl = a / √3.
La deuxième correspond au plan 200 avec   dhkl = a / √4.
La septième raie, correspond  au plan est 331 avec
dhkl = a / √19.   

Remarque : il existe dans certains cas plusieurs plans qui
conduisent à la même valeur de √(h
2 + k2 + l2),
le premier étant 221 ou 300.

On peut facilement identifier le type d'un système cubique à partir du rapport d1 / d7 qui est de :

● d1 / d7 = (a / √1) / (a / √8) = 8   = 2,83 pour le type P,

d1 / d7 = (a / √2) / (a / √14) = 7 = 2,64 pour le type I,

● d1 / d7 = (a / √3) / (a / √19)         = 2,52 pour le type F.


 

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Chimie du solide                       Indexation des diagrammes                   Utilisation                     Enoncé
Pr Robert Valls & Richard Frèze                                                                                                                                                    robert.valls@univ-amu.fr