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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 319 — #327
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ORIGINE DE LA COHÉSION DES SOLIDES
335 pm
141 pm
FIGURE 6.16 – Structure du carbone graphite
3.5 Cristaux moléculaires
Propriétés des cristaux moléculaires
Les espèces chimiques constituées d’un assemblage défini d’atomes reliés entre eux par des
liaisons covalentes peuvent également donner lieu à la formation de cristaux (par exemple
le diiode I 2 ou le dioxyde de carbone CO 2 ). Ces cristaux appelés cristaux moléculaires
possèdent des caractéristiques communes suivantes :
• mécaniques : ils sont souvent fragiles et de faible dureté, leur masse volumique est généralement faible ;
• électriques : ce sont des isolants électriques, cette propriété n’évolue pas avec la fusion,
à la différence des cristaux ioniques ;
• thermiques : leur coefficient de dilatation est élevé, leur température de fusion et leur
enthalpie de fusion (grandeur thermodynamique correspondant à l’énergie à fournir pour
fondre une mole de solide) est généralement faible ;
• enfin les cristaux moléculaires possèdent souvent un motif cristallin qui se modifie assez
facilement et ils donnent lieu au phénomène d’allotropie.
Les exemples les plus simples de cristaux moléculaires sont fournis par les gaz nobles solides,
dans lesquels le motif est constitué d’un seul atome (ces cristaux sont qualifiés de moléculaires par abus de langage puisqu’il serait plus exact de les qualifier d’atomiques. Comme
la nature des interactions entre atomes dans le cristal est identique à celle rencontrée dans
les cristaux constitués de molécules, ils sont rangés dans cette catégorie). La comparaison
des points de fusion de ces gaz nobles montre une élévation de la température de fusion
et de l’enthalpie de vaporisation (grandeur thermodynamique notée ∆H vap correspondant à
l’énergie à fournir pour vaporiser une mole de liquide) avec la masse de l’atome (voir table
6.6).
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FIGURE 6.16 – Structure du carbone graphite
3.5 Cristaux moléculaires
Propriétés des cristaux moléculaires
Les espèces chimiques constituées d’un assemblage défini d’atomes reliés entre eux par des
liaisons covalentes peuvent également donner lieu à la formation de cristaux (par exemple
le diiode I 2 ou le dioxyde de carbone CO 2 ). Ces cristaux appelés cristaux moléculaires
possèdent des caractéristiques communes suivantes :
• mécaniques : ils sont souvent fragiles et de faible dureté, leur masse volumique est généralement faible ;
• électriques : ce sont des isolants électriques, cette propriété n’évolue pas avec la fusion,
à la différence des cristaux ioniques ;
• thermiques : leur coefficient de dilatation est élevé, leur température de fusion et leur
enthalpie de fusion (grandeur thermodynamique correspondant à l’énergie à fournir pour
fondre une mole de solide) est généralement faible ;
• enfin les cristaux moléculaires possèdent souvent un motif cristallin qui se modifie assez
facilement et ils donnent lieu au phénomène d’allotropie.
Les exemples les plus simples de cristaux moléculaires sont fournis par les gaz nobles solides,
dans lesquels le motif est constitué d’un seul atome (ces cristaux sont qualifiés de moléculaires par abus de langage puisqu’il serait plus exact de les qualifier d’atomiques. Comme
la nature des interactions entre atomes dans le cristal est identique à celle rencontrée dans
les cristaux constitués de molécules, ils sont rangés dans cette catégorie). La comparaison
des points de fusion de ces gaz nobles montre une élévation de la température de fusion
et de l’enthalpie de vaporisation (grandeur thermodynamique notée ∆H vap correspondant à
l’énergie à fournir pour vaporiser une mole de liquide) avec la masse de l’atome (voir table
6.6).
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