Description de TiO2
Les cristaux type rutile (TiO2) représentent un système qui concerne les oxydes (Cr, Mn, Mo, Os, Pb, Sn, W, …) et les fluorures
(Fe, Co, Mg, Mn, Ni, Zn, …).
Le rutile est quadratique et la maille fait apparaitre un octaèdre TiO6 légèrement déformé à l’intérieur d’un pavé de Ti
4+.
Description : Ti4+ (quadratique I) avec 6 O2- qui forment un octaèdre autour de l’ion
titane du centre.
2 Ti4+ et 4 O2- par maille a = 459 pm
c = 296 pm motif : TiO2
Z = 2
Coordination : Ti4+ 6 (octaédrique) O2-
3 (triangle) dTi-O =
192,7 ou 201,1 pm
ρ ≈ 4 g.cm-3 dO-O =
246,9 ; 278,4 ou 296 pm
R+ = 60,5 pm
R- = 136 pm
x = 0,31
τ = 0,71
Remarque : 0,31 concerne les 4 atomes d'oxygène (position équatoriale) 10 à 13 (z = 0 ou c et x = 0,31 ou 0,69 a) et
La structure TiO2 est représentée sur la figure ci-dessous et on observe un quadratique I d'atomes de titane et un octaèdre formé
Jmol niveau utilisateur : (totalement facultatif et seulement pour ceux qui sont
intéressés par l'utilisation de cet outil)
Vérifiez qu'il s'agit d'un pseudo octaèdre en mesurant les distances par
Effacer par "Mesures" puis "Effacer les mesures".
Mesurez des distances qui permettent de définir deux groupes d'atomes
On désignera par le terme octaèdre bien qu'il ne soit pas parfaitement
Cette structure est courante dans la nature même si la symétrie
En gris les ions Ti4+ (quadratique I) et en noir les ions O2- (octaèdre).
on peut proposer 0,8 pour les 2 atomes d'oxygène (position axiale) 14 et 15 (z = c/2
et x = 0,2 ou 0,8 a).
d'atomes d'oxygène qui sont centrés.
Cliquer sur "régler la cueillette" puis "Sélectionner atome". Cliquer sur
"sélectionner" puis "Halos de sélection", ensuite cliquer trois fois sur un
atome
tous les atomes sont alors désélectionnés.
Sélectionner en cliquant une fois les atomes 14 et 15 puis par "Couleur" puis "Atome" et "Orange" changer
la couleur des ions axiaux enfin décocher "Halos de sélection".
"Mesures" puis "Cliquer pour une mesure de distance".
de titane.
Calculer l'espace entre l'oxygène central et les atomes de titane.
On constate que l'octaèdre gris est légèrement déformé par contre
le quadratique I est parfaitement symétrique.
régulier l'empilement gris.
obtenue n'est par parfaite.
C’est un octaèdre légèrement déformé puisque les distances R+ R-
axiales 194,7 pm (horizontales sur la figure) ne sont pas équivalentes
aux distances équatoriales 196,9 pm (verticales).
Les octaèdres correspondent à un empilement hexagonal compact déformé.
La coordinance 6 (octaèdre) de Ti4+ est visible dans
la maille (ion central) ainsi que la coordinance 3 (triangle) des
ions d'oxygène (l'ion oxygène 15 est entouré de 3 ions titane).
Chimie du solide
Cristaux binaires
Exercices
Pr Robert Valls & Richard Frèze
robert.valls@univ-amu.fr