*
'C Dans le graphite, par contre :
2cr:stauxcva|ents :
-
::
,
»
.
e
Les
atomes de carbone sont hybridés sp2; ils sont
”
.
disposés dans des plans parallèles. Dans chaque plan,
'
les atomes forment un réseau d’hexagones réguliers
'
Considérons des éléments comme le bore, le
lOÏtifS;
_
'
carbone ou le silicium. À l’état gazeux, il existe des
.
Dans un plan, les liaisons C—C sont covalentes
molécules telles que B2’ C2 et Si2'
,
et de même longueur. Comme dans le benzène, la
Par exemple, la molécule C2> dans son etat
délocalisation des électrons 7t stabilise la structure :
fondamental,ala structure externe:
chaque carbone hybridé sp2 dispose d’une orbitale
(230)2 (2 sa*)2 (2 pa)4
2p, pure qui, dirigée perperidiculairement au plan des
_
hexagones, peut recouvrir latéralement les orbitales
sans électron célibataire.
voisines.
Mais à l’état solide, chaque atome
tous
ses
Entre deux plans parallèles ou feuillets les liaisons
électrons de valence pour former avec ses v01s1ns une
sont faibles (les orbitaleSp n’y participent pas); ce sont
molécule géante ou macromolécule.
des liaisons de VAN DER
Carbone, bore ou silicium ne se présentent pas à
.
l’état solide sous la forme déjà vue de cristaux molé‘
Le motif structural de la gure 8.23 bis B2 se
culaires.
'
'
'
reproduit indéniment dans l’espace. C’est un prisme
'
Les particules du réseau cristallin sont des atomes
droit à base hexagonale, de Côté b = 1,41 À et de
et les liaisons qui assurent la cohésion, Sont de vérita—
hauteur 26, “C =
À étant la distance entre deux
bles liaisons covalentes. Les cristaux sont covalents.
.
feuillets parallèles. La projection orthogonale du réseau
Nous comparerons d’abord les structures et les
du feuillet (l) sur le feuillet (0) montre que les deux
propriétésdes deux variétés allotropiques du carbone
réseaux sont décalés de b = 1,41 À, parallèlement à un
solide, diamant et graphite, puis nous envisagerons
Côté d’hexagone, de sorte que les réseaux des plans (71)
.
d’autres exemples.
et (n+2) se projettent orthogonalemeht l’un sur l’autre
._
'
(g. 8.23, C2).
L’existence de liaisons covalentes d’énergie élevée
explique les hauts points de fusion et d’ébullition de ces
2.1
LE DIAMANT
deux variétés allotropiques. Mais la structure tétraédri,
ET LE GRAPH|TE
que, parfaitement symétrique pour le diamant, et la
-
structure làmellaire du graphite expliquent les différen_
,
_
__
'
ces de propriétés résumées dans le tableau 8.7.
0 Rappelons les caracteristiques de la structure
du diamant, déjà étudiée précédemment (chapitre 7,
‘
_
—
p. 158) :
-
Carbones hybridés sp3 : chaque atome
est
Tableau 8.7
-
entouré tétraédriquement de quatre autres atomes
-
(g_
A1);
Diamant
Graphite
»
'
0
Tous les atomes sont reliés par covalence et
.
toutes les liaisons C—C sont égales;
Très dur
Assez mou (malléable et
,
'
o
En juxtaposant
une
innité de motifs struc,
_
'
onctueux)
tura—ux identiques à celui de la gure 8.23, BI, on
…
'
.
reproduit le réseau cristallin tridimensionnel du dia—
'
Non conducteur de
Conducteur dans les direcmant. Dans ce motif, les atomes de carbone occupent
l’électricité
“tions parallèles
aux feuillets
-
“les sommets et les
centres des faces d’un
cube' (l’arête
Non lubriant
Lubriant
'
_
-
_
a = 3,55 À a1n51 que les centres des quatre petits cubes
‘
-
hachurés d’arête a/2. La gure 8.23, C1 en donne une
Inerte chimiquement Assez actif
'
projection cotée.
_
_
'
_
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.
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molécules telles que B2’ C2 et Si2'
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Par exemple, la molécule C2> dans son etat
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fondamental,ala structure externe:
chaque carbone hybridé sp2 dispose d’une orbitale
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sans électron célibataire.
voisines.
Mais à l’état solide, chaque atome
tous
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Entre deux plans parallèles ou feuillets les liaisons
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molécule géante ou macromolécule.
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et les liaisons qui assurent la cohésion, Sont de vérita—
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À étant la distance entre deux
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.
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Nous comparerons d’abord les structures et les
du feuillet (l) sur le feuillet (0) montre que les deux
propriétésdes deux variétés allotropiques du carbone
réseaux sont décalés de b = 1,41 À, parallèlement à un
solide, diamant et graphite, puis nous envisagerons
Côté d’hexagone, de sorte que les réseaux des plans (71)
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et (n+2) se projettent orthogonalemeht l’un sur l’autre
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(g. 8.23, C2).
L’existence de liaisons covalentes d’énergie élevée
explique les hauts points de fusion et d’ébullition de ces
2.1
LE DIAMANT
deux variétés allotropiques. Mais la structure tétraédri,
ET LE GRAPH|TE
que, parfaitement symétrique pour le diamant, et la
-
structure làmellaire du graphite expliquent les différen_
,
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ces de propriétés résumées dans le tableau 8.7.
0 Rappelons les caracteristiques de la structure
du diamant, déjà étudiée précédemment (chapitre 7,
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p. 158) :
-
Carbones hybridés sp3 : chaque atome
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Tableau 8.7
-
entouré tétraédriquement de quatre autres atomes
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Tous les atomes sont reliés par covalence et
.
toutes les liaisons C—C sont égales;
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Conducteur dans les direcmant. Dans ce motif, les atomes de carbone occupent
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-
“les sommets et les
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