Comment l’ordre spatial distingue-t-il un solide amorphe d’un solide cristallin ?
L’ordre est à courte distance dans le solide amorphe et à longue distance dans le solide cristallin.
Qu’est-ce qu’un cristal parfait ?
Une répartition régulière d’unités structurales identiques dans tout l’espace.
De quoi est constituée une structure cristalline ?
D’un réseau périodique portant un motif à chaque nœud.
Quels vecteurs définissent un réseau en trois dimensions ?
Trois vecteurs non colinéaires.
Quelle translation ramène un réseau en coïncidence avec lui-même ?
, avec .
Quel angle de rotation correspond à un axe de symétrie d’ordre n ?
Combien de nœuds comporte une maille primitive P ?
Un nœud.
Quels sont les quatre modes de réseau cristallin ?
P, I, S ou C, et F.
Combien existe-t-il de réseaux de Bravais compatibles avec les systèmes cristallins ?
14 réseaux.
Quelle contribution apporte un élément situé sur une arête à une maille ?
Quelle contribution apporte un élément situé au sommet à une maille ?
Qu’est-ce qu’une rangée dans un cristal ?
Une droite de l’espace passant par des nœuds du cristal.
Comment note-t-on les indices d’une direction cristallographique ?
Comment marque-t-on les composantes négatives des indices d’une rangée ?
Par une barre au-dessus du nombre.
Comment détermine-t-on les indices de Miller d’un plan ?
On prend les inverses des interceptions, puis on les convertit en plus petits entiers.
Que désigne la distance interréticulaire ?
La distance entre deux plans parallèles successifs d’indices .
Que devient la distance interréticulaire lorsque les indices des plans augmentent ?
Elle diminue.
Quels sont les quatre grands types de liaison chimique ?
Les liaisons métallique, covalente, ionique et faibles.
Quelles sont les quatre grandes familles de cristaux ?
Les cristaux métalliques, covalents, ioniques et moléculaires.
Qu’est-ce que l’énergie de cohésion ?
La diminution d’énergie lors du passage des constituants isolés à l’état condensé.
Quelle propriété des électrons libres caractérise les cristaux métalliques ?
Ils confèrent une très bonne conductivité électrique et thermique.
Pourquoi les cristaux covalents sont-ils isolants selon leur structure électronique ?
Ils ne possèdent pas d’électrons libres.
À partir de quelle propriété peut-on prévoir la nature des liaisons cristallines ?
À partir de l’électronégativité.
Quelles échelles expriment l’électronégativité pour prévoir la nature des liaisons ?
Les échelles de Pauling et de Mulliken.
Quels critères déterminent le choix d’une structure cristalline ?
Un compromis entre compacité, liaisons, électroneutralité et répulsions anioniques.
Quelles caractéristiques partagent les matériaux d’une même famille cristalline ?
La même structure et une forte analogie de propriétés physico-chimiques.
Dans la notation A/B, que désigne la coordinence ?
Le nombre de voisins B autour d’un atome A.
Comment définit-on la compacité d’une maille cristalline ?
Le rapport du volume occupé par les atomes au volume de la maille.
Quel réseau constitue l’assemblage le plus dense de sphères identiques dans un plan ?
Le réseau hexagonal plan.
À quoi sert le réseau hexagonal plan dans les empilements compacts ?
De couche de base.
Quelles positions la couche B peut-elle occuper dans un empilement compact ?
Les positions G1 ou G2 de la couche A.
Quelles séquences de couches forment les empilements compactes ABAB et ABCABC ?
ABAB revient en G0 ; ABCABC occupe G2.
Quelle structure forme l’empilement compact ABAB ?
La structure hexagonale compacte (hc ou hcp).
Quelle coordinence possède la structure cubique simple ?
6.
Combien d’atomes contient la maille de la structure cubique centrée ?
2 atomes.
Quelle condition électrique doit respecter un édifice ionique binaire ?
Il doit être électriquement neutre.
Quelles contraintes gouvernent l’empilement ionique à l’échelle locale de la maille ?
Il doit être aussi compact que possible sans contact entre ions de même signe.
Que doivent faire les cations interstitiels pour éviter les contacts anion-anion ?
Dilater le réseau des anions sans rendre l’empilement inutilement peu compact.
Dans CsCl, quels sites Cs⁺ occupe-t-il dans le réseau de Cl⁻ ?
Les sites cubiques.
Combien d’entités CsCl contient une maille de CsCl ?
Une entité CsCl.
Dans NaCl, quels sites du réseau cfc de Cl⁻ Na⁺ occupe-t-il ?
Tous les sites octaédriques.
Dans la blende ZnS, quelle fraction des sites tétraédriques du réseau cfc de S²⁻ est occupée par Zn²⁺ ?
La moitié.
Combien d’unités ZnS contient la maille de la blende ?
Quatre unités ZnS.
Dans CaF₂ fluorine, quelle proportion des sites cubiques du réseau simple de F⁻ est occupée par Ca²⁺ ?
Un site sur deux.
Quelles catégories de solides amorphes sont citées ?
Les polymères, les céramiques et les verres.
Que permet le mouvement des atomes lors du refroidissement d’un liquide ?
Il leur permet de se positionner en réseau dans un système cristallin.
Quel effet la cristallisation a-t-elle généralement sur le volume d’un liquide ?
Elle le diminue en conduisant à une compacité optimale.
Quelle unité structurale trouve-t-on dans les métaux purs et le diamant ?
Un atome.
Que constitue le polyèdre défini par les vecteurs du réseau ?
La maille.
Quelle formule donne le volume de maille à partir des vecteurs du réseau ?
Qu’est-ce qu’une opération de symétrie ?
Une transformation qui produit une figure absolument identique à elle-même.
Qu’est-ce qui détermine le degré de symétrie d’une figure ?
Le nombre total de points équivalents engendrés par ses opérations de symétrie.
Dans quels systèmes cristallins le mode base centré S est-il interdit ?
Dans les systèmes cubique et quadratique.
Comment calcule-t-on le nombre d’éléments par maille ?
On divise le nombre total d’éléments par le nombre de mailles du cristal.
Quels indices de Miller correspondent aux interceptions 3, 2 et 2 ?
Quel indice de Miller vaut zéro si un plan est parallèle à l’axe a ?
Quel indice de Miller vaut zéro si un plan est parallèle à l’axe b ?
Quelle relation donne la distance interréticulaire dans un système cubique ?
Quelle relation donne la distance interréticulaire dans un système tétragonal ?
Quelle relation donne la distance interréticulaire dans un système orthorhombique ?
Dans une liaison métallique, quels atomes mettent leurs électrons en commun ?
Tous les atomes.
Quelles propriétés les liaisons chimiques régissent-elles notamment ?
Les propriétés mécaniques, thermiques et les transports de charges, de matière et de chaleur.
Quel lien existe entre la force de cohésion d’un solide et sa température de fusion ?
Plus la cohésion est forte, plus la température de fusion est élevée.
Quelle est la température de fusion du silicium covalent ?
1410 °C.
Quelle est l’énergie de cohésion maximale d’une liaison métallique ?
Au plus 500 kJ·mol⁻¹ en valeur absolue.
Quelles propriétés mécaniques la compacité et les liaisons non dirigées favorisent-elles dans les métaux ?
La dureté, la résistance, la malléabilité et la ductilité.
Quel cristal est l’exemple type d’un cristal covalent ?
Le diamant.
Quelle est l’énergie de cohésion du carbone dans le diamant ?
−717 kJ·mol⁻¹.
Quelle est l’énergie de cohésion du silicium dans la structure diamant ?
−446 kJ·mol⁻¹.
Quelles coordinences sont possibles a priori dans un composé binaire AₘBₙ ?
A/A, A/B, B/B et B/A.
Qu’est-ce qu’un site cristallographique ?
Un espace vide du réseau où peut s’insérer un atome plus petit que ceux du réseau-hôte.
Comment définit-on la taille d’un site cristallographique ?
Le rayon maximal insérable sans déformation du réseau-hôte.
Comment nomme-t-on un site interstitiel dans un réseau cristallin ?
D’après le polyèdre formé par ses premiers voisins.
Quelle relation lie le rayon atomique R et le paramètre de maille a en cfc ?
Quel est le rapport maximal entre le rayon d’un site octaédrique et celui des sphères dans les structures cfc et hc ?
Quelle est la compacité de la structure cubique simple ?
.
Quel est le rayon maximal du site cubique de la structure cubique simple ?
.
Quelle est la relation entre le paramètre de maille et le rayon atomique en structure cubique centrée ?
.
Combien de sites octaédriques la maille cubique centrée comporte-t-elle ?
6 sites octaédriques.
Où se placent les ions les plus petits dans un réseau-hôte ionique ?
Dans les sites interstitiels du réseau formé par les ions les plus gros.
Comment les sites interstitiels peuvent-ils être occupés dans un édifice ionique binaire ?
Partiellement ou totalement.
Comment s’exprime généralement la plus courte distance cation-anion ?
Dans CsCl, quel est le rapport des rayons ioniques ?
Quelle condition assure le non-contact anion-anion dans CsCl ?
Quel est le rapport des rayons ioniques dans NaCl ?
Dans la blende ZnS, quel est le rapport ?
Dans la description équivalente de CaF₂ fluorine, où se placent les ions F⁻ ?
Dans tous les sites tétraédriques du réseau cfc de Ca²⁺.
Dans CaF₂ fluorine, quel est le rapport des rayons ioniques ?
Quels sont les plans denses dans les structures cfc et hc ?
Les plans diagonaux (111) en cfc et les plans basaux (001) en hc.
Quelle condition le paramètre de maille doit-il respecter pour éviter le contact anion-anion dans NaCl ?
Quelle condition assure le non-contact anion-anion dans la structure fluorine ?
Teste tes connaissances avec un QCM de 44 questions sur Architecture et cohésion des cristaux.
1. Un matériau présente un arrangement atomique irrégulier, un ordre limité aux voisins proches et des propriétés identiques dans toutes les directions. À quelle catégorie correspond-il ?
2. Quelle description définit un cristal parfait ?
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