IONIQUES STRUCTURES

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Évolution du caractère ionique au caractère moléculaire d'un cristal

Un cristal moléculaire peut être défini comme formé par l'assemblage de molécules distinctes dont la cohésion est assurée par des forces du type Van der Waals. Celles-ci, relativement peu intenses, ne confèrent à ce type de cristaux qu'une faible stabilité ; les cristaux moléculaires ont donc des températures de fusion ou de sublimation très basses. L'apparition d'un caractère moléculaire sera décelable dans un cristal dès lors que se formeront des groupements atomiques électriquement neutres, plus ou moins volumineux, isolés les uns des autres, donc faiblement liés entre eux.

Une telle évolution se traduit, dans un premier stade, par la formation de structures à feuillets, véritables molécules géantes bidimensionnelles reliées entre elles par des forces de Van der Waals ; ces cristaux sont facilement clivables (le sulfure de molybdène MoS2 par exemple). On peut observer, dans le second stade, la formation de chaînes isolées. Le terme ultime de cette évolution correspond au groupement quasi ponctuel qu'est la molécule.

L'apparition plus ou moins marquée de ce caractère moléculaire est généralement liée à la présence dans le réseau de très gros anions fortement polarisables. Les diverses structures des halogénures MoF3, CrCl3 AlBr3 sont un exemple de cette évolution. Le réseau, tridimensionnel dans le cas du fluorure de molybdène MoF3, dont l'anion F-, relativement petit, est peu polarisable, devient bidimensionnel dans le cas du chlorure de chrome trivalent CrCl3, dont l'anion Cl- est déja beaucoup plus polarisable ; le réseau de CrCl3 est formé par l'empilement de feuillets constitués d'ions Cr3+ entre deux couches d'ion Cl-. Le réseau du bromure d'aluminium AlBr3, dont l'anion Br- est encore plus volumineux, correspond cette fois à un empilement de molécules dimérisées Al2Br6 constituées de deux tétraèdres (AlBr4) présentant une arête commune. On notera l'évolution simultanée de la coordinence cationique, qui passe de six dans le réseau du fluorure à quatre dans celui du bromure.

Rayons ioniques : valeurs

Tableau : Rayons ioniques : valeurs

Quelques valeurs de rayons ioniques exprimées en nanomètres. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

Halogénures : évolution structurale

Diaporama : Halogénures : évolution structurale

Évolution structurale des halogénures MX3 (M = Mo, Cr et Al, X = F, Cl et Br) avec l'apparition croissante d'un caractère moléculaire 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

Il apparaît ainsi que les cristaux purement ioniques ne constituent qu'une gamme très étroite de matériaux et qu'une classification en cristaux ioniques, covalents, moléculaires et métalliques semble beaucoup trop tranchée ; entre ces divers cas limites, tous les intermédiaires sont en effet possibles. La théorie du réseau ionique permet cependant d'apporter de nombreux et fructueux renseignements dans le cas de beaucoup d'entre eux.

1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 4 pages

Médias de l’article

Densité électronique d'un cristal

Densité électronique d'un cristal
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Variation des énergies d'attraction et répulsion

Variation des énergies d'attraction et répulsion
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Oxydes :évolution structurale

Oxydes :évolution structurale
Crédits : Encyclopædia Universalis France

diaporama

Rayons ioniques : valeurs

Rayons ioniques : valeurs
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Afficher les 5 médias de l'article


Écrit par :

  • : docteur ès sciences, professeur de chimie à l'université de Bordeaux-I, membre de l'Institut

Classification

Autres références

«  IONIQUES STRUCTURES  » est également traité dans :

ALUNS

  • Écrit par 
  • Jean PERROTEY
  •  • 1 655 mots

On appelle communément alun le sulfate double de potassium et d' aluminium hydraté [K 2 SO 4 , Al 2 (SO 4 ) 3 , 24 H 2 O], qui reçoit souvent les noms usuels d'alun de potasse ou alun de roche, son appellation minéralogique étant kalinite. De nombreux composés semblables sont connus et, par extension, le mot alun désigne aujourd'hui tout sulfate double dont la formule peut s'écrire : les symboles […] Lire la suite

CÉSIUM

  • Écrit par 
  • Roger NASLAIN
  •  • 1 139 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Propriétés »  : […] Les principales constantes physiques sont indiquées au tableau . Le césium cristallise dans le système cubique centré. C'est de tous les métaux celui qui possède le rayon atomique le plus élevé et la dureté la plus faible. La vapeur de césium est essentiellement monoatomique. Le césium possède les propriétés chimiques caractéristiques des éléments de la famille des alcalins. Il est extrêmement réa […] Lire la suite

CRISTAUX

  • Écrit par 
  • Marc AUDIER, 
  • Michel DUNEAU
  •  • 7 292 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Les structures ioniques »  : […] L'exemple le plus courant de ces structures est le sel de cuisine, ou chlorure de sodium, de formule NaCl. Les structures ioniques sont caractérisées par la présence de deux types d'atomes, A et B, dont l'un a tendance à s'ioniser positivement, en cédant un ou plusieurs électrons (A + ) à son voisin, et l'autre à s'ioniser négativement en empruntant un ou plusieurs électrons (B — ). Cela signifie […] Lire la suite

MATIÈRE (physique) - État solide

  • Écrit par 
  • Daniel CALÉCKI
  •  • 8 607 mots
  •  • 13 médias

Dans le chapitre « Les solides ioniques »  : […] Le prototype des cristaux ioniques est le sel gemme, NaCl, qui appartient à la famille des halogénures alcalins (NaCl, KCl, CsCl, KBr, etc.). Ces cristaux sont obligatoirement construits à partir de deux atomes différents : un atome monovalent (ne possédant qu'un électron de valence faiblement lié), comme le sodium ou le potassium, et un atome auquel il manque un électron pour que sa couche de va […] Lire la suite

MÉTAUX - Métaux alcalins

  • Écrit par 
  • Jean PERROTEY
  •  • 3 045 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Ionisation »  : […] Les atomes alcalins possèdent un cortège électronique, composé d'un ensemble de couches internes inertes, ayant la structure d'un gaz rare, et d'un électron supplémentaire, ou électron de valence, qui gravite sur une orbitale de type s. L'étude des potentiels d'ionisation montre que cet électron s'arrache facilement, l'ionisation demandant d'autant moins d'énergie que l'atome est plus lourd. La c […] Lire la suite

STÉRÉOCHIMIE - Stéréochimie inorganique

  • Écrit par 
  • Jacques-Émile GUERCHAIS
  •  • 4 042 mots
  •  • 8 médias

Dans le chapitre « Essai de prédiction de structure »  : […] Les considérations géométriques et la notion de liaison ionique peuvent être invoquées dans beaucoup de cas. Mais les liaisons ne sont pas toujours ioniques, si bien que d'autres géométries sont observées et elles s'écartent bien au-delà de ce que l'on pouvait prévoir. C'est ainsi que l'on constate que certains ions possèdent une coordinence préférée. Il est assez courant de voir le cuivre I s'e […] Lire la suite

SUPERCONDUCTEURS IONIQUES

  • Écrit par 
  • Philippe COLOMBAN
  •  • 6 476 mots
  •  • 8 médias

La matière peut prendre différents états (plasma, gaz, liquide, solide) qui se différencient par leur densité, leur capacité thermique massique et, en particulier, la valeur du coefficient de diffusion des espèces constituantes : atomes, ions, molécules. Les mouvements de ces espèces sont très rapides dans un gaz, beaucoup plus lents dans un liquide, faibles et rares dans un solide où atomes, ion […] Lire la suite

TRACES ÉLÉMENTS EN

  • Écrit par 
  • Jean GONI, 
  • Michel LELEU
  •  • 2 759 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Les substitutions diadochiques »  : […] V. M.  Goldschmidt (1937, 1945) a dégagé les critères qui conditionnent la substitution mutuelle de deux ions ( diadochie) dans une même structure, purement ionique et sans défauts. Il a pu montrer que le comportement géochimique des éléments est indépendant de leur situation dans le tableau périodique. Ce comportement est soumis au principe suivant : quand deux ions peuvent se substituer mutuelle […] Lire la suite

Voir aussi

Pour citer l’article

Michel POUCHARD, « IONIQUES STRUCTURES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 26 janvier 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/structures-ioniques/