Transcript Explication des propriétés

Cristaux covalents : définition & propriétés
Un cristal covalent est un cristal dans lequel les atomes sont unis
par des liaisons covalentes
Cristal covalent = macromolécule covalente de taille infinie.
Propriétés (le plus souvent) :
◊ dureté élevée
◊ isolants électriques
Cristaux covalents : définition & propriétés
Un cristal covalent est un cristal dans lequel les atomes sont unis
par des liaisons covalentes
Cristal covalent = macromolécule covalente de taille infinie.
Propriétés (le plus souvent) :
◊ dureté élevée
◊ isolants électriques
Le diamant
Propriétés :
• Dureté élevée (raye quasiment tous les autres cristaux).
conductivité métaux usuels
• Bon isolant électrique : conductivité diamant
- 1020 à T ambiante
• Diamagnétique (pas d'électrons célibataires).
Structure :
109° 28’
O
Atome de carbone
a = 358 pm
Le diamant
109° 28’
O
a = 358 pm
Le diamant
8 atomes de C aux sommets du cube
6 atomes de C au milieu de chaque face
4 atomes internes, entourés par 4 voisins organisés en tétraèdre
Le diamant
8 atomes de C aux sommets du cube
6 atomes de C au milieu de chaque face
4 atomes internes, entourés par 4 voisins organisés en tétraèdre
Réseau ?
Le diamant
8 atomes de C aux sommets du cube
6 atomes de C au milieu de chaque face
4 atomes internes, entourés par 4 voisins organisés en tétraèdre
Réseau
cubique à faces centrées
Le diamant : environnement des carbones
Le diamant : environnement des carbones
Le diamant : environnement des carbones
Chaque C a un environnement tétraédrique
Le diamant
Nombre de nœuds / nombre de carbones dans la maille :
109° 28’
Nœud
O
Atome de carbone
a = 358 pm
Le diamant
Nombre de nœuds / nombre de carbones dans la maille :
1
1
• La maille dessinée contient 8.8 + 6.2 = 4 nœuds
La maille est multiple d'ordre 4
1
1
• La maille dessinée contient 8.8 + 6.2 + 4.1 = 8 atomes de carbone
109° 28’
Nœud
O
Atome de carbone
a = 358 pm
Le diamant
Nombre de nœuds / nombre de carbones dans la maille :
1
1
• La maille dessinée contient 8.8 + 6.2 = 4 nœuds
La maille est multiple d'ordre 4
1
1
• La maille dessinée contient 8.8 + 6.2 + 4.1 = 8 atomes de carbone
109° 28’
Nœud
O
Atome de carbone
a = 358 pm
Le diamant
Distance C-C la plus faible :
d
Le diamant
Distance C-C la plus faible :
a 3
d= 4
AN : a = 358 pm
 d ≈ 155 pm
d
Le diamant
Explication des propriétés :
• Liaisons C-C covalentes  dureté / cohésion très forte du diamant
• Les liaisons covalentes localisées  isolant électrique
• Electrons tous appariés  diamant diamagnétique
109° 28’
O
a = 358 pm
Le diamant
Explication des propriétés :
• Liaisons C-C covalentes  dureté / cohésion très forte du diamant
• Les liaisons covalentes localisées  isolant électrique
• Electrons tous appariés  diamant diamagnétique
109° 28’
O
a = 358 pm
Le diamant
Explication des propriétés :
• Liaisons C-C covalentes  dureté / cohésion très forte du diamant
• Les liaisons covalentes localisées  isolant électrique
• Electrons tous appariés  diamant diamagnétique
109° 28’
O
a = 358 pm
Le graphite
Propriétés :
• Le graphite est assez friable.
• Le graphite est conducteur moyen (électrodes en graphite).
conductivité métaux usuels
3
10
à T ambiante
conductivité graphite
Structure :
Le graphite est, comme le diamant, exclusivement composé de carbone
Structure en feuillets, régu lièrement espacés
Le graphite
P lan A
335 pm
P lan B
P lan C = A
Le graphite : positions relatives des plans
P lan A
335 pm
P lan B
P lan C = A
Le graphite : positions relatives des plans
P lan A
335 pm
P lan B
P lan C = A
Le graphite : positions relatives des plans
P lan A
335 pm
P lan B
P lan C = A
Le graphite : positions relatives des plans
P lan A
335 pm
P lan B
P lan C = A
Le graphite : positions relatives des plans
P lan A
335 pm
P lan B
P lan C = A
Le graphite : positions relatives des plans
P lan A
335 pm
P lan B
P lan C = A
Le graphite : recherche du reseau
Le graphite : recherche du reseau
Le graphite : recherche du reseau
Le graphite : recherche du reseau
Le graphite : recherche du reseau
Le graphite : recherche du reseau
Le graphite : recherche du reseau
X
Le graphite : recherche du reseau
X
Le graphite : recherche du reseau
X
Le graphite : recherche du reseau
X
Le graphite : recherche du reseau
X
X
X
Le graphite : recherche du reseau
X
X
Le graphite : recherche du reseau
X
X
Le graphite : recherche du reseau
X
X
X
Le graphite : recherche du reseau
Le graphite : recherche du reseau
X
X
X
X
X
X
Le graphite : recherche du reseau
X
X
X
X
X
X
Le graphite : recherche du reseau
X
X
X
X
X
X
Le graphite : recherche du reseau
X
X
X
X
X
X
X
Le graphite : recherche du reseau
Structure + nœuds
Le graphite : recherche du reseau
Structure + nœuds
Tiers de maille hexagonale classique
Le graphite : recherche du reseau
Structure + nœuds
Maille hexagonale classique
Le graphite : nombre de nœuds
dans le 1/3 de maille hexagonale
Structure + nœuds
Le graphite : nombre de nœuds
dans le 1/3 de maille hexagonale
Structure + nœuds
1
1
Il y a 4.12 + 4.6 = 1 nœud dan s la maille
Le graphite : nombre de carbones
dans le 1/3 de maille hexagonale
Structure + nœuds
Le graphite : nombre de carbones
dans le 1/3 de maille hexagonale
Structure + nœuds
1
1
1
1
1
Il y a 4.12 + 4.6 + 1 + 2.2 + 2.6 + 2.3 = 4 atomes dans la maille
Le graphite
Explication des propriétés :
• Liaisons C-C dans un feuillet : type covalent  cristal covalent
• Liaisons entre feuillets : type Van der Waals  cristal fragile
142 pm
P lan A
335 pm
P lan B
P lan C = A
Le graphite
Explication des propriétés :
• Liaisons C-C dans un feuillet : type covalent  cristal covalent
• Liaisons entre feuillets : type Van der Waals  cristal fragile
142 pm
P lan A
335 pm
P lan B
P lan C = A
Le graphite
Explication des propriétés :
• Conductivité électrique :
Le graphite
Explication des propriétés :
• Conductivité électrique :
Le graphite
Explication des propriétés :
• Conductivité électrique :
2
1
3
y
C
C
Combinaison
C
x
C

C
linéaire
C
C
C
y
C
C
Combinaison
C
x
C

C
C
linéaire
C
C
C
C
C
C
2
1
3
2
1
3