Bonjour Vanoise et les autres,

J'ai un devoir sur les  structures des cristaux et quelques points sont encore flous pour moi

Voici le sujet:

Partie A. On s'intéresse ici au cobalt, de symbole Co et de numéro atomique 27. Cet élément appartient  donc au bloc d de la classification périodique et cristallise dans le système hexagonal selon  un empilement compact.

A.1  EN justifiant brièvement préciser quel type de solide (métalliques, covalent, moléculaire ou  ionique) forme le cobalt.

A.2 Dessiner la maille hexagonal  triple sur le schéma figurant en annexe. Indiquer la coordinance des atomes de cobalt.

A.3 Déterminer les paramètres a et c de la maille.

A.4 calculer la masse atomique molaire du cobalt, M(Co, sachant que sa masse volumique est de rho= 8.90 g/cm^3.

A.5 Quel est le rayon maximum Rmax d'un tome pouvant occuper les sites interstitiels les plus volumineux de la structure cristalline du cobalt sans le déformer. On précisera le type de site dont il s'agit.

A.6 En supposant que des atomes de rayon Rmax pourraient occuper tous les sites interstitiels considérer de la question précédente sans déformer l'empilement compact des atomes de cobalt, estimer la compacité d l'alliage ainsi obtenu.

Données : Rayon atomique : R(Co) = 125 pm
                        Constance d'Avogadro :  Na= 6.022 x 10  mol


Partie B. le  nickel  cristallise dans un système cubique selon un mode de réseau cubique à faces centrées.

B1 Représenter la maille du nickel à partir  du schéma qui figure en annexe.

B2 L'alliage nichrome est une solution solide monophasé de chrome dans le nickel. Au sein des cette solution de substitution, les atomes de chrome occupent de façon aléatoire  20% de positon  atomiques . En déduire le nombre moyen d'atomes de chrome par maille.

B3 Calculer le paramètre de la maille cubique de l'alliage nichrome.

B4 Calculer la distance déparant deux atomes voisins dans l'alliage . Faire le même calcul dans les cas du nickel pour. Comparer les deux distances ;
B5 Quelles est influence de l'introduction de  chrome sur  la compacité du matériaux ?

Données :
Masse atomique molaire: M(Ni); M(Cr).
Masse volumique: ;
Partie C  L'oxyde de nckl (NIo) cristallise dans la structure type NACL.

C1 Dessiner la maille sur le schéma se trouve en annexe. Quelle est al nature du polyèdre de coordinations de chacun des ions ?

C2 En détaillant le calcul, déterminer le nombre de groupement formulaire  NiO par maille.

C3 La masse volumique de NIo étant de 6.67 g/cm^3, calculer le paramètre de maille noté

C4 Donner l'expression littéraire de la relation de tangence qui lie le paramètre de maille aux rayons de Ni et  . En déduire la valeur  du rayon ionique  en faisant hypothèse que NiO soit purement ionique.

Données
Rayon ionique: pm
Masses atomique molaires: M(Ni) ; M(O)
Electronégativités (selon Pauling):
;


Voici mes éléments  de réponses.  Par rapport à celles-ci, je souhaite savoir si je suis sur la bonne voie? Merci à vous.

Partie A

A.1 Le cobalt est comme le fer, le cuivre et le Zinc,  il s'agit d'un solide métallique et donc la cohésion est assurée  par des liaisons métalliques ( liaisons fortes).

A.2 La coordinence des atomes de cobalt est: atomes
atomes

Détailles:
12 atomes au sommets
2 atomes sur les faces
3 atomes sur le plan B. Si  nous définissons la maille en "plan A plan B plan A"
A.3 Paramètres de a et c

La base hexagonale (plan A) peut être divisée en 6 triangles équilatéraux. On peux aussi dire que les 6 triangles équilatéraux sont inscris dans un cercle. Donc 2 des 3 cotés du triangle équilatéral représente le rayon de ce cercle. Ce rayon est 2 fois plus grand que le rayon du  R(Co). Donc on peut écrire que:
R(Co)= pm implique  

Et



A.4

Comme c'est une maille hexagonale triple, on a:


Combien y-a-il d'atome dans cette maille?
Comme nous l'avons vu plus haut: 6 atomes "maille triple"

Donc ensuite, on, obtient le volume d'un atome:


Masse g d'un atome en connaissant rho:


Puis on a la masse atomique molaire, en connaissant la constante d'avogadro:

M(Co)



A.5

Il faut déterminer un atome de  rayon d'insertion d'un atome pouvant occuper les site interstitiels les plus  volumineux de la structure cristalline du cobalt sans le déformer.
Quel est le type de site dont il s'agit?
soit des sites tetraédriques, soit des sites octraedriques ou les deux à la fois?

A6

POur la compacité  de l'alliage ainsi obtenu:
on aurai pour les site tetraédriques:


on aurai pour les site octaédrique:


Partie B

B1
Pour le schéma, e n gros le nickel est situé sur les sommets et le chrome au centre des faces.

B2
On est dans une solution de  type
[tex A_{1-x} B_{x}[/tex]
A correspondrait au chrome et B correspondrait au nickel.

Nous dirons que comme le chrome occupe de façon aléatoire à des positions atomiques,
Peut on parler de miscibilité partielle du chrome vers le nickel.

B3
Calcule du paramètre de la maille de l'alliage  nichrome:

Comme on est dans une maille cubique F donc ou pourrait avancer qu'il se trouve
de 4 atome de chrome dans la maille et d'atome  de nickel dans la maille.

On a la masse atomique molaire des  atomes donc on en déduit leur masse.

Puis en sachant leur masse volumique, on déduit du volume.
Donc on déduit du volume de la maille:


Et on en déduit le paramètre a.

B4
Avec les données de la question précédente on peut déduire des rayons du chrome et du rayon du nickel.

La distance d séparant deux atomes voisins est donnée par



Distance d entre 2 atomes deux nickels



Puis on fait le rapport des deux résultats.


Partie C

C2 Groupement formulaire


Anion : 4 ions

Cation : 4 ions


C3
Pour déterminer la maille on procède comme pour la question B3

C4 relation de tangence




D'après cette relation et comme on donne le rayon atomique du nickel, on peut déduire   rayon atomique de l'oxygène.

C5
Dans le triangle de van Arkel Ketelaar, on a (électron volt) en ordonnée et (électron volt) en abscisse.
  
  Faut il ici distinguer si chaque région est soit  éléctronégative ou pondéré?