CRISTAUX

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Les principales structures cristallines

La matière solide d'origine naturelle, aux propriétés chimiques pourtant très variées, apparaît presque toujours sous une forme cristalline à une échelle suffisamment petite. L'organisation cristalline est en effet souvent celle qui réduit au minimum l'énergie d'interaction entre les atomes d'un corps solide, d'où sa stabilité et sa pérennité. Selon les matériaux, les interactions entre les atomes sont de trois types : les liaisons métalliques (spécifiques des métaux purs et de leurs alliages), les liaisons ioniques (cas du sel de cuisine ou de la craie) et les liaisons covalentes (typiques du carbone et des matériaux semi-conducteurs).

Les structures métalliques

La cohésion des métaux est assurée par des liaisons fortes et sans orientation privilégiée entre les atomes. Dans un métal, les électrons périphériques des atomes sont complètement délocalisés et se trouvent partagés entre tous les atomes de la structure. Les structures métalliques sont caractérisées par une tendance à la compacité maximale. Dans le cas des métaux purs, constitués d'une seule sorte d'atome, les structures cristallines les plus compactes sont obtenues avec deux types de réseaux : le réseau cubique à faces centrées et le réseau hexagonal compact. Il existe un troisième type, le réseau cubique centré.

Le réseau cubique à faces centrées

Le modèle du réseau cubique à faces centrées (C.F.C.) est un empilement périodique de cubes identiques où les atomes occupent tous les sommets et tous les centres des faces des cubes. L'excellente compacité de ce réseau apparaît clairement lorsqu'on examine la répartition des atomes dans les plans perpendiculaires aux grandes diagonales des cubes. Dans de tels plans, les atomes forment en effet un réseau triangulaire où chaque atome est au contact des six atomes qui l'entourent en un hexagone parfait. C'est aussi la manière la plus compacte de ranger des verres sur une éta [...]

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Réseaux de Bravais

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Diffraction électronique d'un quasicristal

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Pour citer l’article

Marc AUDIER, Michel DUNEAU, « CRISTAUX », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 28 juillet 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/cristaux/