Chirnie des solides
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covalentes (SiC, AsGa, ZnSe...). Differents rayons covalents sont reunis
dans le tableau 1.2 :
TAB. 1.2 - Rayons covalents de simple liaison (en pm).
Zn : 113
Cd : 148
Ga : 126
In : 144
C:77
Si : 117
Ge : 122
Sn : 140
N:70
P: 110
As : 121
Sb : 136
O:66
S: 104
Se : 117
Te : 138
F:64
Cl:99
Br : 133
I: 128
On peut alors estimer les distances interatomiques dans differentes
molecules, par exemple :
C-C1 dans CC1 4 : 77 + 99 = 176 pm (experimentalement 177 pm)
P-C1 dans PC1 3 : 110 + 99 = 209 pm (experimentalement 204 pm)
L'etat d'hybridation d'un atome peut aussi modifier son rayon de covalence. En effet, une orbitale s est plus contracted qu'une orbitale p, done
R cov decroit avec le pourcentage d'orbitale s. Dans le cas du carbone, on a :
C(sp
3
) = 77 pm, C(sp
2 ) = 66 pm, C(sp) = 60 pm.
Lorsque la difference d'electronegativite (§ 1.5) entre les atomes lies est
grande, la longueur de la liaison est plus faible que la somme des rayons
covalents. Ainsi, a partir du tableau 1.2, on peut calculer les distances
C-F dans CF 4 : 144 pm et Si-F dans SiF 4 : 181 pm. Experimentalement,
on trouve respectivement 132 pm et 154 pm. Dans le premier cas, ce raccourcissement de la liaison est attribue a la difference d'electronegativite
(cf. § 1.5) entre les atomes de carbone et de fluor, ce qui induit 45 % de
liaison ionique, qui renforce la liaison chimique et la contracte. Dans le
deuxieme cas, on fait Fhypothese d'un processus analogue a celui de la
« retro-donation » de 1'orbitale p^ occupee du fluor vers 1'orbitale d^ vide du
silicium. Nous avons reporte, sur la figure 1.3, des valeurs de rayons covalents qui, comparees aux valeurs des rayons atomiques de la figure 1.2,
montrent, dans le cas des metaux alcalins, une diminution des rayons due
a 1'interpenetration des nuages electroniques.
4 Rayon ionique R ion
Dans les solides comportant des elements de natures differentes, il y
a un transfert partiel de charge de I'element le moins electronegatif (qui
devient, en general, charge positivement) vers I'element le plus electronegatif (qui devient charge negativement). Ces liaisons, comprenant
des entites partiellement chargees, sont qualifiers de liaisons
polaires. Pour simplifier le traitement de ces composes, on fait
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covalentes (SiC, AsGa, ZnSe...). Differents rayons covalents sont reunis
dans le tableau 1.2 :
TAB. 1.2 - Rayons covalents de simple liaison (en pm).
Zn : 113
Cd : 148
Ga : 126
In : 144
C:77
Si : 117
Ge : 122
Sn : 140
N:70
P: 110
As : 121
Sb : 136
O:66
S: 104
Se : 117
Te : 138
F:64
Cl:99
Br : 133
I: 128
On peut alors estimer les distances interatomiques dans differentes
molecules, par exemple :
C-C1 dans CC1 4 : 77 + 99 = 176 pm (experimentalement 177 pm)
P-C1 dans PC1 3 : 110 + 99 = 209 pm (experimentalement 204 pm)
L'etat d'hybridation d'un atome peut aussi modifier son rayon de covalence. En effet, une orbitale s est plus contracted qu'une orbitale p, done
R cov decroit avec le pourcentage d'orbitale s. Dans le cas du carbone, on a :
C(sp
3
) = 77 pm, C(sp
2 ) = 66 pm, C(sp) = 60 pm.
Lorsque la difference d'electronegativite (§ 1.5) entre les atomes lies est
grande, la longueur de la liaison est plus faible que la somme des rayons
covalents. Ainsi, a partir du tableau 1.2, on peut calculer les distances
C-F dans CF 4 : 144 pm et Si-F dans SiF 4 : 181 pm. Experimentalement,
on trouve respectivement 132 pm et 154 pm. Dans le premier cas, ce raccourcissement de la liaison est attribue a la difference d'electronegativite
(cf. § 1.5) entre les atomes de carbone et de fluor, ce qui induit 45 % de
liaison ionique, qui renforce la liaison chimique et la contracte. Dans le
deuxieme cas, on fait Fhypothese d'un processus analogue a celui de la
« retro-donation » de 1'orbitale p^ occupee du fluor vers 1'orbitale d^ vide du
silicium. Nous avons reporte, sur la figure 1.3, des valeurs de rayons covalents qui, comparees aux valeurs des rayons atomiques de la figure 1.2,
montrent, dans le cas des metaux alcalins, une diminution des rayons due
a 1'interpenetration des nuages electroniques.
4 Rayon ionique R ion
Dans les solides comportant des elements de natures differentes, il y
a un transfert partiel de charge de I'element le moins electronegatif (qui
devient, en general, charge positivement) vers I'element le plus electronegatif (qui devient charge negativement). Ces liaisons, comprenant
des entites partiellement chargees, sont qualifiers de liaisons
polaires. Pour simplifier le traitement de ces composes, on fait