Chapitre 16
Notions de cristallochimie
16.1 GÉNÉRALITÉS
Du point de vue structural, on peut considérer deux types de cristaux : les cristaux
moléculaires dans lesquels les molécules constituantes restent individualisées et les
cristaux macromoléculaires formés d’enchaînements périodiques tridimensionnels.
Dans les cristaux moléculaires, la cohésion est assurée par des forces de Van der
Walls ou par des liaisons hydrogènes : l’intensité des liaisons est faible. Pour les cristaux macromoléculaires, on peut distinguer des réseaux tri, bi ou unidimensionnels.
Dans les deux derniers cas, des liaisons de Van der Walls ou hydrogènes assurent la
cohésion entre des feuillets ou des fibres. Les liaisons fortes dans ces cristaux sont
soit localisées, et de caractères covalent ou ionique soit délocalisées, comme dans les
métaux. La cristallochimie essaie de prévoir les structures a priori. C’est un exercice
difficile et l’on doit souvent se contenter de donner une interprétation a posteriori.
16.1.1 Liaison chimique dans les cristaux
Pour les atomes dont l’électronégativité est bien marquée on peut prévoir a priori la
nature probable des liaisons qui vont s’établir entre eux.
a) Élément très électronégatif associé avec un élément très électropositif
L’électropositif (par exemple Na) a tendance à perdre son électron de valence qui
est peu lié. L’électronégatif (par exemple Cl) a la tendance inverse : on aboutit à la
formation d’ions (Na
+ et Cl − ) et à une structure à liaisons ioniques (hétéropolaire)
avec des cations et des anions en équilibre électrostatique.
Notions de cristallochimie
16.1 GÉNÉRALITÉS
Du point de vue structural, on peut considérer deux types de cristaux : les cristaux
moléculaires dans lesquels les molécules constituantes restent individualisées et les
cristaux macromoléculaires formés d’enchaînements périodiques tridimensionnels.
Dans les cristaux moléculaires, la cohésion est assurée par des forces de Van der
Walls ou par des liaisons hydrogènes : l’intensité des liaisons est faible. Pour les cristaux macromoléculaires, on peut distinguer des réseaux tri, bi ou unidimensionnels.
Dans les deux derniers cas, des liaisons de Van der Walls ou hydrogènes assurent la
cohésion entre des feuillets ou des fibres. Les liaisons fortes dans ces cristaux sont
soit localisées, et de caractères covalent ou ionique soit délocalisées, comme dans les
métaux. La cristallochimie essaie de prévoir les structures a priori. C’est un exercice
difficile et l’on doit souvent se contenter de donner une interprétation a posteriori.
16.1.1 Liaison chimique dans les cristaux
Pour les atomes dont l’électronégativité est bien marquée on peut prévoir a priori la
nature probable des liaisons qui vont s’établir entre eux.
a) Élément très électronégatif associé avec un élément très électropositif
L’électropositif (par exemple Na) a tendance à perdre son électron de valence qui
est peu lié. L’électronégatif (par exemple Cl) a la tendance inverse : on aboutit à la
formation d’ions (Na
+ et Cl − ) et à une structure à liaisons ioniques (hétéropolaire)
avec des cations et des anions en équilibre électrostatique.