Révisions cristallographie corrigé

Les Eucalyptus, Nice Révisions de chimie
PT* Cristallographie
La structure de la würtzite est donc plus compacte que celle de la blende.
4. blende ZnS wurtzite
ZnS → . Cet équilibre est monovariant, en effet le calcul de la variance donne :
V = C + 2 − Φ = 1+
2 − 2 = 1
A pression imposée (1 bar), les deux variétés allotropiques ne peuvent donc être en équilibre qu’à une
température donnée soit 900°C. Si on augmente la pression à cette température l’équilibre est alors
rompu. Cherchons la forme stable. Initialement (équilibre) l’affinité était nulle. Sa variation s’écrit :
dA T −d
r
( Δ G)
T = − ( μw − μb
) T
= d
Or : dμ = Vmdp
− SmdT
Donc : dA T = ( Vmb
− Vmw
)dp
Puisque mb mw V V > , l’affinité devient positive par augmentation isotherme de pression. La forme stable
est alors la variété la plus dense donc la würtzite. Le problème est identique à celui ,classique, de
l’équilibre entre le carbone graphite et le carbone diamant, la forme stable sous forte pression étant le
diamant. Inversement, une augmentation isobare de température entraînerait une transformation en
blende.
CR3 Etude structurale de la galène
1. Voir la figure 1.
2. Un atome de plomb pour un atome de soufre donc PbS.
3. Chaque ion
Pb 2+
2
S − ou
2
Pb + est entouré de six plus proches voisins, la coordinence est donc 6/6.
En appelant respectivement r + et r − les rayons ioniques de
2
Pb + et
+ −
• Le contact entre les ions de signes opposés impose a = 2 ( r + r )
• Les ions
Figure 1
S 2-
2−
2
S − (figure 2) :
S ne doivent pas être au contact et donc à la limite 4r ≤ a 2 .
+
r
On en déduit : ≥ 2 −1
= 0,
414
r −
Pour la coordinence supérieure 8/8, structure cubique centrée (figure 3 et 4) :
+ −
• Le contact entre les ions de signes opposés impose a = 2(
r + r )
−
Pb 2+
S 2-
Figure 2
3 ,
a