1. Interactions électrostatiques:
* Les charges opposées attirent: Les cations chargées positivement et les anions chargés négativement s'attirent fortement, formant la base de la structure cristalline.
* comme les charges repoussent: La répulsion entre les ions de la même charge les empêche d'occuper des positions adjacentes.
2. Efficacité d'emballage:
* Emballage le plus proche: Les ions ont tendance à s'organiser d'une manière qui maximise la densité d'emballage, minimisant l'espace vide.
* Numéro de coordination: Il s'agit du nombre d'ions voisins les plus proches de charge opposée entourant un ion donné. Le numéro de coordination est influencé par les tailles relatives des ions.
3. Réseau cristallin:
* cellule unitaire: La plus petite unité répétitive de la structure cristalline est appelée la cellule unitaire. Le cristal entier peut être construit en répétant cette cellule unitaire en trois dimensions.
* Bravais Lattices: Il existe 14 réseaux Bravais distincts qui décrivent tous les arrangements tridimensionnels possibles de points.
* Groupes spatiaux: La symétrie complète d'un cristal est décrite par son groupe spatial, qui comprend le réseau Bravais et la disposition des atomes dans la cellule unitaire.
Structures cristallines communes:
* simple cube: Chaque ion est entouré de six voisins les plus proches de la charge opposée.
* cubique centrée sur le visage (FCC): Chaque ion est entouré de douze voisins les plus proches. Il s'agit d'une structure très courante pour les métaux.
* cubique centré sur le corps (BCC): Chaque ion est entouré de huit voisins les plus proches.
* Hexagonal Close-Emballed (HCP): Chaque ion est entouré de douze voisins les plus proches dans un arrangement hexagonal.
Facteurs influençant la structure cristalline:
* rayon ionique: La taille des ions joue un rôle majeur dans la détermination du numéro de coordination et de la structure globale.
* Charge ionique: La charge des ions influence la force des interactions électrostatiques et donc la stabilité de la structure cristalline.
* Température et pression: Ces facteurs peuvent influencer la stabilité relative de différentes structures cristallines.
Exemples:
* nacl (table de table): A une structure cubique centrée sur le visage où chaque ion Na + est entouré de six cl-ions et vice versa.
* CSCL: A une simple structure cubique où chaque ion CS + est entouré de huit ions Cl- et vice versa.
* Diamond: Bien qu'il ne s'agisse pas d'un cristal ionique, il démontre le principe de l'emballage le plus proche, chaque atome de carbone coordonné tétraédralement à quatre autres atomes de carbone.
Comprendre la disposition des ions dans les cristaux est crucial dans divers domaines comme la science des matériaux, la minéralogie et la cristallographie. Il aide à prédire les propriétés comme le point de fusion, la conductivité et la dureté des matériaux.
