QCM : Structure et propriétés des cristaux et oxydes — 24 questions

Explication

Un cristal se caractérise par une organisation atomique périodique dans l’espace. Les autres propositions décrivent soit un métal, soit un solide amorphe, soit une situation non pertinente.

Explication

La maille est la plus petite unité répétitive qui, par translations, reconstitue l’ensemble du cristal. Les réseaux de Bravais servent à classer les périodicités, mais ne remplacent pas la maille.

Explication

L’empilement ABABAB… correspond à la structure hexagonale compacte. L’empilement ABCABC… est celui de la structure cubique à faces centrées.

Explication

La coordinence est le nombre de plus proches voisins d’un atome dans le cristal. Elle ne se confond ni avec la multiplicité ni avec le nombre de défauts.

Explication

La multiplicité correspond au nombre d’atomes effectivement attribués à la maille en tenant compte des partages. La coordinence, elle, compte les voisins proches.

Explication

La compacité est définie comme le rapport entre le volume des sphères atomiques et le volume de la maille. Elle mesure donc l’efficacité d’occupation de l’espace.

Explication

La fluorite est donnée avec une coordinence 8:4. Les valeurs 6:6 et 8:8 correspondent à d’autres structures ioniques comme NaCl ou CsCl.

Explication

Dans une spinelle normale, les cations A occupent les sites tétraédriques et les cations B les sites octaédriques. La spinelle inverse échange partiellement cette répartition.

Explication

L’énergie réticulaire est définie comme l’enthalpie nécessaire pour séparer une mole de cristal en ions gazeux infiniment dilués. Elle ne désigne ni une fusion ni une ionisation atomique.

Explication

Le cycle de Born-Haber décompose la formation d’un solide ionique en étapes thermochimiques pour relier l’énergie réticulaire à d’autres grandeurs. Il ne sert pas à mesurer directement la structure cristalline.

Explication

La constante de Madelung rassemble la somme des interactions électrostatiques à longue portée dans le cristal ionique. Elle dépend de la géométrie du réseau.

Explication

Le facteur géométrique dépend de la structure cristalline et modifie la valeur effective de l’interaction électrostatique. Ainsi, la même nature ionique peut conduire à des énergies différentes.

Explication

Le défaut de Schottky est défini par l’absence d’un anion et/ou d’un cation dans le réseau. Le défaut de Frenkel correspond au déplacement d’un cation, pas à une absence simultanée.

Explication

La température d’inversion est celle où le signe du critère thermodynamique bascule, indiquant un changement de domaine de réduction. Elle ne correspond pas à une propriété cristallographique.

Explication

Le caractère champ fort ou champ faible dépend de la comparaison entre la séparation de champ Δo et l’énergie d’appariement P. C’est ce rapport qui gouverne l’occupation des orbitales d.

Explication

Le cours indique qu’en champ tétraédrique, la séparation d’énergie est Δt = 4 Dq. La valeur 6 Dq est celle donnée pour le champ octaédrique.

Explication

La spinelle inverse est décrite par B[BA]O4, avec la moitié des B en sites tétraédriques et tous les A en sites octaédriques. La spinelle normale est au contraire A[B2]O4.

Explication

L’ESCC est l’énergie gagnée quand les orbitales d se scindent sous l’effet du champ cristallin et se remplissent différemment. Elle ne correspond ni à une chaleur de fusion ni à une charge.

Explication

Le diagramme d’Ellingham représente l’évolution thermodynamique de l’oxydation en fonction de la température. Il permet d’identifier les domaines de réduction possibles ou non.

Explication

La normalisation à 1 mole de O2 permet de comparer directement les tendances d’oxydation de métaux différents. Sans cette base commune, les valeurs de ΔG°ox seraient moins comparables.

Explication

Dans l’interprétation donnée, un ΔG° négatif signifie que la réduction de l’oxyde est possible. Un ΔG° positif indique au contraire qu’elle ne l’est pas.

Explication

La désulfuration transforme le soufre en CaS via CaC2, et la déphosphatation piège le phosphore sous forme de phosphate de calcium. Les autres propositions relèvent d’autres chapitres ou d’autres réactions.

Explication

La masse molaire d’un élément est la masse d’une mole d’atomes, déterminée à partir des isotopes naturels et de leurs abondances. Elle n’est pas celle d’un atome isolé.

Explication

Pour un élément possédant plusieurs isotopes, on utilise une moyenne pondérée des masses isotopiques selon leurs abondances naturelles. Il n’existe donc pas une seule masse atomique élémentaire unique.