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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 314 — #322
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CHAPITRE 6 – LE SOLIDE CRISTALLIN
forment une liaison covalente, l’énergie de la liaison rapportée à un atome de lithium est de
0,6 eV, alors que dans le métal lithium, l’énergie de la liaison rapportée à un atome de lithium est de 1,8 eV, soit une énergie trois fois supérieure dans un état condensé par rapport
à la structure covalente.
Ce modèle permet d’expliquer qualitativement les propriétés thermiques et électriques des
métaux. Lorsqu’un métal est soumis à un champ électrique, les électrons mobiles partagés
entre tous les atomes de la structure permettent le passage d’un courant. Cette grande mobilité
des électrons est également à l’origine de la conductivité thermique et du pouvoir réflecteur
des métaux polis.
La structure ordonnée des cations et l’intensité de la liaison métallique permettent d’autre part
de comprendre les propriétés mécaniques. La résistance du métal à la déformation provient
de l’importance de l’énergie de la liaison métallique comme de son absence d’orientation ; la
malléabilité des métaux provient de l’existence d’une structure ordonnée de cations au sein
d’un gaz d’électrons : au cours d’une déformation, les plans de forte densité peuvent glisser
les uns sur les autres sans que l’énergie d’interaction ne s’en trouve notablement modifiée
(voir 6.11).
FIGURE 6.11 – Glissement des plans dans un métal
3.3 Cristaux ioniques
Propriétés des cristaux ioniques
Les cristaux ioniques possèdent des caractéristiques communes :
• mécaniques : ils sont fragiles (ils ne présentent qu’une faible résistance à la traction) et de
dureté variable ;
• électriques : ils possèdent une très faible conductivité électrique ; les ions peuvent se
déplacer très lentement dans le réseau sous très forte tension. À l’état fondu ou mis en
solution, ils permettent le passage d’un courant ;
• chimique : ils se solubilisent avec dissociation dans les liquides polaires comme l’eau ;
• thermiques : leur dilatation est faible et leur température de fusion en général élevée
(voir table 6.3).
Cristal
NaF
NaCl
NaBr
NaI
CaCl 2
MgO
Θ f / ˚C
993
801
747
661
782
2832
TABLE 6.3 – Température de fusion de quelques cristaux ioniques
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CHAPITRE 6 – LE SOLIDE CRISTALLIN
forment une liaison covalente, l’énergie de la liaison rapportée à un atome de lithium est de
0,6 eV, alors que dans le métal lithium, l’énergie de la liaison rapportée à un atome de lithium est de 1,8 eV, soit une énergie trois fois supérieure dans un état condensé par rapport
à la structure covalente.
Ce modèle permet d’expliquer qualitativement les propriétés thermiques et électriques des
métaux. Lorsqu’un métal est soumis à un champ électrique, les électrons mobiles partagés
entre tous les atomes de la structure permettent le passage d’un courant. Cette grande mobilité
des électrons est également à l’origine de la conductivité thermique et du pouvoir réflecteur
des métaux polis.
La structure ordonnée des cations et l’intensité de la liaison métallique permettent d’autre part
de comprendre les propriétés mécaniques. La résistance du métal à la déformation provient
de l’importance de l’énergie de la liaison métallique comme de son absence d’orientation ; la
malléabilité des métaux provient de l’existence d’une structure ordonnée de cations au sein
d’un gaz d’électrons : au cours d’une déformation, les plans de forte densité peuvent glisser
les uns sur les autres sans que l’énergie d’interaction ne s’en trouve notablement modifiée
(voir 6.11).
FIGURE 6.11 – Glissement des plans dans un métal
3.3 Cristaux ioniques
Propriétés des cristaux ioniques
Les cristaux ioniques possèdent des caractéristiques communes :
• mécaniques : ils sont fragiles (ils ne présentent qu’une faible résistance à la traction) et de
dureté variable ;
• électriques : ils possèdent une très faible conductivité électrique ; les ions peuvent se
déplacer très lentement dans le réseau sous très forte tension. À l’état fondu ou mis en
solution, ils permettent le passage d’un courant ;
• chimique : ils se solubilisent avec dissociation dans les liquides polaires comme l’eau ;
• thermiques : leur dilatation est faible et leur température de fusion en général élevée
(voir table 6.3).
Cristal
NaF
NaCl
NaBr
NaI
CaCl 2
MgO
Θ f / ˚C
993
801
747
661
782
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TABLE 6.3 – Température de fusion de quelques cristaux ioniques
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