3. Coordinence dans les cristaux ioniques
D'une manière générale et pour des structures simples, le réseau d'un composé ionique est déterminé par la coordinence des ions – c'est-à-dire par le nombre d'ions de signe opposé immédiatement à leur contact – et, plus spécialement, par la coordinence de l'ion le plus petit, le cation. L'énergie d'interaction coulombienne augmente avec la coordinence, mais celle-ci ne peut dépasser une limite imposée par les dimensions respectives de l'anion et du cation : lorsque l'on place un nombre croissant de sphères anioniques identiques autour d'un cation donné, au-delà d'un certain nombre limite, les anions ne sont plus en contact avec le cation central, trop petit, qui « flotte » littéralement dans sa cavité ; à partir de cet instant, la distance internucléaire cation-anion (D) devenant supérieure à la somme des rayons cationique et anionique, l'énergie réticulaire du réseau ainsi formé diminuerait conformément à la relation de Born et Mayer. On en déduit les valeurs limites suivantes pour le rapport x du rayon du cation au rayon de l'anion pour diverses coordinences :
– coordinence 8 cubique : x < 0,732 ;
– coordinence 6 octaédrique : x < 0,414 ;
– coordinence 4 tétraédrique : x < 0,225 ;
– coordinence 3 triangulaire : x < 0,155.
On citera pour exemple trois composés : le chlorure de césium CSCl, le chlorure de sodium NaCl et le sulfure de zinc ZnS (blende), pour lesquels le rapport x prend successivement les valeurs 0,92, 0,54 et 0,37, et dont les structures sont décrites à l'article cristaux - Cristallographie.
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