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Insertion d'un atome dans un cristal
Bonjour,
je me perds un peu dans tous les cas possibles d'insertions d'atome dans des cristaux (ioniques ou non). Pour moi, on a :
Cristaux 'classiques' --> pas de nouvelles conditions de tangence après insertion
CS :
- cubique : 1/maille
CFC :
- octaédrique : 4/maille ;
- tétraédriques : 8/maille ;
CC :
- octaédrique : 3 / maille ;
- tétraédriques : je ne sais pas où ils se trouvent ni leur nombre
Cristaux ioniques --> nouvelles conditions de tangence
Cubique : 1/maille : tangence : a √3 = 2(R- + R+)
CFC :
- octaédrique : 4/maille ; tangence : a √2 = 2(R- + R+)
- tétraédriques : 8/maille ; tangence : a √3 = 4(R- + R+)
CC :
- octaédrique : 3 / maille ; tangence : a √2 = 2(R- + R+)
- tétraédriques : je ne sais pas où ils se trouvent, leur nombre et donc pas la nouvelle tangence.
Ais - je bien raison sur ces points ? Et surtout sur le fait qu'il n'y ait pas de nouvelle conditions de tangences sur un cristal classique ?
Est ce que quelqu'un pourrait m'aider à complèter les deux lignes sur les sites tétraèdriques ?
Si quelqu'un peut m'expliquer ce qu'il se passe pour une structure HC, je suis preneur, je sais simplement qu'il y a des sites tétraédriques dans un HC (4 si je ne m'abuse)
Merci d'avance
Bonjour
Cela est bien expliqué, avec des schémas clairs, sur le site suivant. Tu trouveras en particulier des réponses à tes questions sur les réseaux CC et HC.
Merci pour votre réponse. En effet ce site m'a bien aidé !
donc si j'ai bien compris, on a des nouvelles conditions de tangences dès que l'on insère un atome, dans un cristal (ionique ou non) ?
Enfin plutôt :
Si on a un cristal classique il se peut qu'il y ait une nouvelle condition de tangence si le rayon de l'atome inséré correspond à max. Si le rayon de l(atome inséré est inférieur à Rmax, alors pas de nouvelle condition de tangence
Si on a un cristal ionique, il y a forcément des nouvelles conditions de tangences car les ions + et - doivent se toucher
?
Je ne comprends pas très bien ta question...
Les indications fournies par le document portent sur les mailles possibles d'un corps pur solide et sur l'habilité (noté Ri) des différents sites, Ri désignant le rayon maximum d'un atome sphérique pouvant occuper le site sans déformer le réseau. Les sites étant soit des octaèdres, soit des tétraèdre réguliers, le centre d'un site est à égales distance des sommets du site. Suppose un métal donné. Il pourra fournir un alliage de substitution si les deux rayons atomiques sont égaux ou très proches, les atomes étant interchangeables dans une maille. Il pourra fournir un alliage d'insertion si le rayon atomique du second métal est inférieur ou égal à l'habitabilité des sites du premier métal. Cela est détaillé dans la suite du document fourni.
En revanche, ton message initial fait intervenir R+ et R-. Tu travailles donc aussi sur les cristaux ioniques. Tu as alors une règle simple intuitivement évidente compte tenu des attractions ou répulsions électrostatiques entre ions. Les tangences entre ions de signes différents sont autorisées ; les tangences entre ions de même signe sont interdites.
Je ne sais pas si cela correspond exactement à ta question.
C'est vrai que je m'étais mal exprimé dans mon premier message.
En gros je me demandais si, quand on travaillait avec des cristaux non ioniques, il y avait des nouvelles conditions de tangences lors d'une insertion.
Ce que j'ai cru comprendre : si le rapport Rmin/Rmax vaut exactement la limite inférieure alors il y a une nouvelle condition de tangence. Sinon, il le rapport est compris entre les deux limites, pas de nouvelle conditions de tangence
Dans le cas des alliages métalliques : l'alliage d'insertion n'est possible que si le rayon des atomes insérés est inférieur ou égal à l'habitabilité des sites. Je ne vois pas grand chose d'autre à rajouter dans les généralités. Je ne comprends pas tes notations Rmin et Rmax.
Tu ne mélangerais pas un peu cette problématique avec celle des composés ioniques où, pour un type de réseau donné, la stabilité n'est possible que pour un rapport (R+/R- compris entre deux valeurs précises ?
Dans mon cours il est noté que pour les deux types de cristaux il y a un rapport à calculer :
R+/R- si on a des cristaux ioniques
Rmin/Rmax, si on a d'autres types de cristaux
Avec Rmin le rayon de l'atome qu'on insère (qui est le plus petit) et Rmax celui qui compose la maille
Les limites de deux valeurs sont les mêmes dans les deux cas mais, dans le cas des cristaux ioniques, on "décale" les sites préférentiels vers la droite. Par exemple ça donne :
- Si Rmin/Rmax est compris entre 0,414 et 0,732 --> site cubique
- Si R+/R- est compris entre 0,414 et 0,732 --> site octaèdrique
Je comprends maintenant tes notations qui ne sont pas les plus habituelles : Rmax désigne le rayon de l'atome du réseau et Rmin l'habilité d'un site ; c'est donc le rapport (Ri/rs) du document que je t'ai fourni. Le problème : c'est que ce rapport n'est pas le même suivant le type de site mais aussi suivant le type de réseau. Par exemple : pour un réseau CFC ou HC : ce rapport est plus élevé pour les sites O que les sites T alors que c'est l'inverse pour un réseau CC.
A vouloir tout résumer en tableau, on peut perdre le sens "physique" du problème qui se présente habituellement de la façon suivante pour les alliages :
Soit un métal M dont on connaît le rayon atomique rs=Rmax.
On peut donc calculer les habitabilités Ri=Rmin des sites T et des sites O.
Soit un autre atome M' dont on connaît le rayon atomique r'. M' pourra occuper un type de site sans déformation du réseau (ou éventuellement les deux types de site) si r' est inférieur ou égal à l'habitabilité. Si r' dépasse de très peu l'habitabilité, on peut envisager le réseau avec des déformations mais alors : il faut se fier à l'expérience.
Si r' est nettement plus grand : pas d'alliage d'insertion possible mais alliage de substitution possible si r'
rs.
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