Bonjour
Je souhaiterais savoir si la seule valence possible d'un élément en alliage (liquide ou solide) est 0, ou s'il peut éventuellement former des liaisons autres que métalliques ?
Par exemple dans un alliage Fe-Si-S, peut-il y avoir des complexes Fe2+ - S2- ??
Merci beaucoup
Les alliages peuvent contenir des composés stoechiométriques. Mais la valence ne joue pas de rôle dans la connaissance de ces composés.Je ne sais pas si une substance contenant Fe, Si et S peut être classé dans la catégorie des alliages. Mais cela m'étonne, car le ou les sulfures de fer ne sont pas des alliages. La pyrite FeS2 est clairement un composé cristallisé, où on distingue fort bien la succession d'atomes de fer et de groupes S2.
Bonjour,
On réserve le terme d'alliage a des mélanges de métaux. Dans les alliages les liaisons sont métalliques.
Bjr avec un salut à Ecolami,
Effectivement c'est la liaison métallique qui caractérise au mieux les matériaux métalliques. Le métal est représenté comme un empilage compact d'ions positifs entouré d'un nuage d'électrons. Cette compacité est en relation avec le nombre de coordination, nombre d'ions tangents à un même ion, ce qui est vérifié par la grande conductibilité tant thermique qu'électrique des métaux et alliages.
Si on compare un cristal à liaison covalente tel le diamant (carbone) ce nombre est de 4. Il sera de 6 dans dans le cas d'une liaison ionique tel ClNa, et passe à 8 ou 12 pour les métaux. Pour aller plus avant, v/ cristallographie géométrique (réseaux, plans, indice de Miller,...).
En y regardant de plus près on constate que les liaisons ioniques et covalentes conduisent à des matériaux qui n'ont rien de métallique, mauvaise conductibilité thermique et électrique, très grande dureté ou très grande fragilité, haut point de fusion,....mais rien de facilement déformable ce qui est la signature des matériaux métalliques.
En ce qui concerne les éléments Si, S, P et autre Mn dans les alliages de fer, il faut distinguer deux stades, l'élaboration des fontes et la métallurgie fine.
Au premier stade, ce sont des éléments d'élaboration. Le silicium est un élément graphitisant, le manganèse est un anti-graphitisant, le phosphore est également graphitisant mais va provoquer la formation de carbure dans l'eutectique ternaire (Fe-Fe3C-Fe3P),....
Le soufre quant à lui, pose également problème mais à un autre niveau dans la chimisorption sur un métal ou alliage élaboré. Ici les forces de liaison résultent d'un transfert ou d'une mise en commun d'électrons entre les partenaires. S'il y a une forte affinité comme c'est le cas du soufre, l'adsorption peut donner lieu à la cristallisation de composés bidimensionnels adsorbés, oxyde ou sulfure. (v/adsorption chimique et germination).
Cdt.
Bonjour,
Il n'est pas simple de répondre car le terme alliage est assez ambigu. Si dans un très grand nombre de cas, on l'utilise pour désigner des alliages d'éléments métalliques, il n'en est pas toujours ainsi. Il existe par exemple des alliages fer-silicium ayant des propriétés magnétiques intéressantes et les aciers contiennent toujours une certaine quantité de carbone. L'expression alliage métallique désigne un alliage ayant un comportement métallique en particulier en termes de conductivité électrique et thermiques. La dureté n'est pas un critère très pertinent, car de nombreux alliages et même des métaux purs peuvent être plus durs que certains composés ioniques ou covalents.
Si on se limite aux alliages métalliques, la question à se poser est de savoir si l'alliage est monophasé ou non. Même en se limitant au premier cas la nature des liaisons formées par un atome minoritaire non métallique avec les atomes majoritaires n'est pas évidente. On considère en effet que les carbures métalliques sont des composés ioniques avec la présence d'ions C4-, on peut donc envisager que le carbone soit également sous une forme ionique dans un alliage métallique. On voit d'ailleurs difficilement comment les électrons de valence d'un atome de carbone pourraient se retrouver délocalisés dans une bande métallique.
Pour les alliages polyphasés, la présence d'une phase minoritaire non métallique (carbure, sulfure, oxyde, ...) est tout à faire possible. De tels alliages existent avec des propriétés mécaniques intéressantes (oxide dispersion-strenghtened alloys ou alliages ODS par exemple)
Que sais-je?
Bjr,
Pour préciser cet empilement d'ions ou plus exactement selon le modèle actuel, de "sphères dures", il faut passer par la case cristallographie géométrique, et c'est là toute la difficulté à substituer aux représentations 3D limpides, "une explication de texte" laborieuse qui le sera bien moins.
On décrit tous les réseaux cristallins à partir de 7 mailles élémentaires qui définissent 7 systèmes cristallins.
Pour les métaux, dont l'emploi en l'état est très réduit, les structures majoritaires sont, cubique centrée (CC), cubique à faces centrées(CFC) et hexagonale compacte (HC). A noter, certains éléments peuvent présenter selon la température plusieurs structures cristallines, et présentent donc un polymorphisme cristallin. Le passage d'une forme à l'autre est une transformation allotropique.
Pour les alliages, qui sont obtenus par addition de n éléments métalliques (ou non), ils seront selon la température mono ou polyphasés. Une phase est une partie d'un matériau, qui se distingue physiquement et qui est mécaniquement séparable, du fait d'une composition et structure propre.
A l'état solide, on distingue donc, les solutions solides et les composés définis dont les domaines de stabilité sont caractérisés par les diagrammes d'équilibre.
Dans les solutions solides, les atomes de B peuvent entrer en solution dans les atomes de A, principalement de 2 façons :
-en se substituant aux atomes de A, et pour l'essentiel en solution désordonnée. En solution ordonnée, les atomes de B occuperont des sites bien particuliers.
-en occupant les interstices de la structure A, d'où la désignation de solutions solides d'insertion, ce mode va privilégier les atomes de faible encombrement.
Dans les composés définis, la stabilité n'existe que dans le domaine réduit de la stoechiométrie AmBn. Ils présentent généralement une structure différente de A et B, tels de nombreux carbures et combinaisons binaires métalliques.
Les empilements ne sont jamais parfaits, ils présentent des erreurs qui sont autant de défauts,... atome étranger en interstice ou en substitution,.. site du réseau vide,.. dislocations,.. joints de grains,.. interface entre phases,....
Cdt.
