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16 • Notions de cristallochimie
c) Liaison hydrogène
Elle résulte de l’association entre une molécule A − H (A= O, N, S, C...) et un
groupement B (O, N, Cl, F...) porteur d’une paire d’électrons. La stabilité de la liaison, notée A − H . . . B, provient de l’attraction électrostatique entre la liaison polaire
A − H et la paire libre de B et aussi de la polarisation de cette paire sous l’action du
dipôle A − H. Les énergies mises en jeu sont faibles.
16.1.5 Les modèles de sphères rigides
Dans une structure, les atomes occupent des positions qui correspondent à l’équilibre
entre les forces attractives et les forces répulsives ; ceci donne l’impression que les
atomes sont des sphères de rayons bien déterminés. De fait, dans de très nombreux
cas, on peut considérer l’atome comme une sphère dure et incompressible. Comme
les forces attractives entre les atomes sont fonction de la nature des liaisons, on doit
considérer pour un même atome plusieurs rayons : un rayon de Van der Walls, un
rayon métallique, plusieurs rayons ioniques fonction de la charge de l’ion, des rayons
covalents, fonction de la nature de la liaison.
Différentes tables existent pour ces rayons. À titre d’exemple le tableau 16.2
contient des valeurs de rayons ioniques, sélectionnées dans la table de Shannon et
Prewitt
½ et le tableau 16.3 quelques valeurs de rayons métalliques.
Tableau 16.2 Rayon ioniques
Li +
0, 74 Mg
0, 72 Al 3+
0, 53 F −
1, 33
Na + 1, 02 Ca 2+ 1, 00 Ga 3+ 0, 62 Cl −
1, 81
K +
1, 38 Ba 2+ 1, 36 Cr 3+
0, 61 Br −
1, 96
Rb + 1, 49 Zn 2+ 0, 75 Fe 3+
0, 64 I −
2, 20
Cs +
1, 70 Cu 2+ 0, 73 Ti 4+
0, 60 O 2− 1, 40
Valeurs en Å, basées sur un rayon de O
2 = 1, 40 Å et pour une coordinence égale à 6. Ces valeurs sont
affectées par la coordinence, l’état de spin et la polarisabilité de l’atome.
Tableau 16.3 Rayon métaliques
Li
1, 52 Mg 1, 60 Al
1, 43 Ag 1, 44
Na 1, 86 Ca
1, 97 Ga 1, 35 Au 1, 44
K
2, 30 Ba
2, 22 Cr
1, 28 Cd 1, 51
Rb 2, 47 Zn
1, 34 Fe
1, 26 Hg 1, 51
Cs
2, 67 Cu
1, 28 Ti
1, 46 Pb 1, 75
Rayons métalliques pour une coordinence 12 ou 8 pour les alcalins (valeurs en Å).
1. SCHANNON R. D., PREWITT C. T. – Acta Cryst., B25, 925, (1969) et B26, 1046, (1970)
SCHANNON R. D – Acta Cryst, A32, 751, (1976)
16 • Notions de cristallochimie
c) Liaison hydrogène
Elle résulte de l’association entre une molécule A − H (A= O, N, S, C...) et un
groupement B (O, N, Cl, F...) porteur d’une paire d’électrons. La stabilité de la liaison, notée A − H . . . B, provient de l’attraction électrostatique entre la liaison polaire
A − H et la paire libre de B et aussi de la polarisation de cette paire sous l’action du
dipôle A − H. Les énergies mises en jeu sont faibles.
16.1.5 Les modèles de sphères rigides
Dans une structure, les atomes occupent des positions qui correspondent à l’équilibre
entre les forces attractives et les forces répulsives ; ceci donne l’impression que les
atomes sont des sphères de rayons bien déterminés. De fait, dans de très nombreux
cas, on peut considérer l’atome comme une sphère dure et incompressible. Comme
les forces attractives entre les atomes sont fonction de la nature des liaisons, on doit
considérer pour un même atome plusieurs rayons : un rayon de Van der Walls, un
rayon métallique, plusieurs rayons ioniques fonction de la charge de l’ion, des rayons
covalents, fonction de la nature de la liaison.
Différentes tables existent pour ces rayons. À titre d’exemple le tableau 16.2
contient des valeurs de rayons ioniques, sélectionnées dans la table de Shannon et
Prewitt
½ et le tableau 16.3 quelques valeurs de rayons métalliques.
Tableau 16.2 Rayon ioniques
Li +
0, 74 Mg
0, 72 Al 3+
0, 53 F −
1, 33
Na + 1, 02 Ca 2+ 1, 00 Ga 3+ 0, 62 Cl −
1, 81
K +
1, 38 Ba 2+ 1, 36 Cr 3+
0, 61 Br −
1, 96
Rb + 1, 49 Zn 2+ 0, 75 Fe 3+
0, 64 I −
2, 20
Cs +
1, 70 Cu 2+ 0, 73 Ti 4+
0, 60 O 2− 1, 40
Valeurs en Å, basées sur un rayon de O
2 = 1, 40 Å et pour une coordinence égale à 6. Ces valeurs sont
affectées par la coordinence, l’état de spin et la polarisabilité de l’atome.
Tableau 16.3 Rayon métaliques
Li
1, 52 Mg 1, 60 Al
1, 43 Ag 1, 44
Na 1, 86 Ca
1, 97 Ga 1, 35 Au 1, 44
K
2, 30 Ba
2, 22 Cr
1, 28 Cd 1, 51
Rb 2, 47 Zn
1, 34 Fe
1, 26 Hg 1, 51
Cs
2, 67 Cu
1, 28 Ti
1, 46 Pb 1, 75
Rayons métalliques pour une coordinence 12 ou 8 pour les alcalins (valeurs en Å).
1. SCHANNON R. D., PREWITT C. T. – Acta Cryst., B25, 925, (1969) et B26, 1046, (1970)
SCHANNON R. D – Acta Cryst, A32, 751, (1976)