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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 338 — #346
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CHAPITRE 6 – LE SOLIDE CRISTALLIN
Comme précédemment, la masse volumique d’un métal est calculée à partir du paramètre de
maille a de la structure cubique faces centrées ; le volume de la maille est V M = a 3 . Comme
cette maille comprend deux atomes par maille, la masse des atomes contenus dans la maille
est 2M/N A , la masse volumique est donnée par :
ρ =
2M
N A a 3 .
Il existe aujourd’hui de nombreux logiciels gratuits de visualisation des structures cristallines. Leur utilisation permet de se familiariser avec les principaux paramètres des structures
cristallines : maille, coordinence, compacité, population etc. et d’identifier les sites cristallographiques ; leur usage est recommandé. Citons le logiciel Mercury, distribué gratuitement
par le CCDC (Cambridge Crystallographic Database Center, téléchargeable sur le serveur :
http ://www.ccdc.cam.ac.uk/) ou le logiciel Diamond, plus simple, dont la version de démonstration suffit (téléchargeable sur le serveur : http ://www.crystalimpact.com/diamond/). Les
fichiers de description d’environ 4000 structures cristallines minéralogiques sont disponibles
sur le serveur : http ://rruff.geo.arizona.edu/AMS/amcsd.php.
4.6 Structures cristallines des principaux métaux
La table 6.7 présente la structure adoptée par les principaux métaux du tableau périodique.
La plupart des métaux de transition et les métaux lourds adoptent une structure c.f.c. ou h.c. ;
les exceptions sont l’étain, le manganèse, le gallium, l’indium, l’uranium et les actinides.
1
2
3
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9
10 11 12 13
Li Be
B
cc
hc
Na Mg
Al
cc
hc
cfc
K
Ca Sc Ti
V
Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga
cc cfc hc hc cc
cc
–
cc hc cfc cfc hc
–
Rb Sr
Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In
cc cfc hc hc cc
cc
hc
hc cfc cfc cfc hc
–
Cs Ba La Hf Ta
W
Re Os Ir
Pt Au Hg Tl
cc
cc
–
hc cc
cc
hc
hc cfc cfc cfc
–
hc
TABLE 6.7 – Fréquence des structures dans le tableau périodique
En rapprochant les trois structures adoptées par les métaux de la position du métal dans le
tableau périodique, quelques régularités émergent :
• les métaux alcalins adoptent une structure non compacte c.c. ;
• les métaux alcalino-terreux adoptent une structure compacte c.f.c. ou h.c., à l’exception du
baryum ;
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CHAPITRE 6 – LE SOLIDE CRISTALLIN
Comme précédemment, la masse volumique d’un métal est calculée à partir du paramètre de
maille a de la structure cubique faces centrées ; le volume de la maille est V M = a 3 . Comme
cette maille comprend deux atomes par maille, la masse des atomes contenus dans la maille
est 2M/N A , la masse volumique est donnée par :
ρ =
2M
N A a 3 .
Il existe aujourd’hui de nombreux logiciels gratuits de visualisation des structures cristallines. Leur utilisation permet de se familiariser avec les principaux paramètres des structures
cristallines : maille, coordinence, compacité, population etc. et d’identifier les sites cristallographiques ; leur usage est recommandé. Citons le logiciel Mercury, distribué gratuitement
par le CCDC (Cambridge Crystallographic Database Center, téléchargeable sur le serveur :
http ://www.ccdc.cam.ac.uk/) ou le logiciel Diamond, plus simple, dont la version de démonstration suffit (téléchargeable sur le serveur : http ://www.crystalimpact.com/diamond/). Les
fichiers de description d’environ 4000 structures cristallines minéralogiques sont disponibles
sur le serveur : http ://rruff.geo.arizona.edu/AMS/amcsd.php.
4.6 Structures cristallines des principaux métaux
La table 6.7 présente la structure adoptée par les principaux métaux du tableau périodique.
La plupart des métaux de transition et les métaux lourds adoptent une structure c.f.c. ou h.c. ;
les exceptions sont l’étain, le manganèse, le gallium, l’indium, l’uranium et les actinides.
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Al
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Ca Sc Ti
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Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga
cc cfc hc hc cc
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cc hc cfc cfc hc
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Rb Sr
Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In
cc cfc hc hc cc
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hc cfc cfc cfc hc
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Cs Ba La Hf Ta
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Re Os Ir
Pt Au Hg Tl
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hc cc
cc
hc
hc cfc cfc cfc
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TABLE 6.7 – Fréquence des structures dans le tableau périodique
En rapprochant les trois structures adoptées par les métaux de la position du métal dans le
tableau périodique, quelques régularités émergent :
• les métaux alcalins adoptent une structure non compacte c.c. ;
• les métaux alcalino-terreux adoptent une structure compacte c.f.c. ou h.c., à l’exception du
baryum ;
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