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Chapitre 2 : Structures cristallines. Energie reticulaire
Les oxydes Mn 3 O 4 , Fe 3 O 4 et TiFe 2 O 4 ayant des etats de valences
mixtes de Mn et Fe possedent une structure spinelle. Prevoir, a partir
des energies de stabilisation du champ cristallin en symetrie octaedrique
et tetraedrique, quel type de structure normale ou inverse aura chacun
de ces oxydes.
Donnees : Ti ([Ar] 3d
2
4s
2
), Mn ([Ar] 3d
5
4s
2
) et Fe ([Ar]3d
6
4s
2
). On rappelle que A T = 4/9 A o . On donne les valeurs du parametre de champ
cristallin :
Cation (rayon O-T en pm)
A o
d
lr
Ti
3+
74,5-56
20100
d
3
Cr
3+ 73,5 (O)
17 600
d
4 Mn
3+ 78,5 (O)
21 000
Cr
2+ 94(O)
14 000
d
5
Mn
2+ 97-80
7 500
Fe
3+ 78,5-63
14 000
d
6
Fe
2+ 92-77
9 350
d
8
Ni
2+ 83-69
8 600
Exercice 2.4
L'energie cristalline, resultant de 1'energie d'interaction coulombienne E c entre ions et de 1'energie de repulsion electronique E r a pour
expression (Born-Lande) :
Determiner 1'expression de 1'energie reticulaire pour le systeme a
1'equilibre quand r = r equil .
Exercice 2.5
L'oxyde de chrome divalent CrO n'a jamais pu etre prepare, contrairement aux autres monoxydes de la premiere periode des elements
de transition. Son enthalpie standard de formation AH? est inconnue et
on se propose de la determiner apres avoir calcule son energie reticulaire
a partir de la relation de Kapustinskii :
Donnees :
r c = 87 pm r a = 126 pm
Energie de dissociation de O 2 (gaz) : 494,6 kJ.moH
Enthalpie de vaporisation de Cr : 356 kJ.mol"
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