Comparaison chlorure de césium / chlorure de sodium

[pascelepr4]

Bonjour,
Je cherche à comprendre pourquoi le chlorure de césium CsCl cristallise dans une structure cubique centrée alors que le chlorure de sodium cristallise dans une structure cubique faces centrées.
Si quelqu'un a une explication ...
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[petitmousse49]

Bonsoir
Cela est lié au rapport des rayons ioniques. Les démonstrations sont ici :
https://ivanbour.files.wordpress.com...oordinence.pdf

[pascelepr4]

Merci pour votre réponse, et pour le lien.
Donc si je comprends bien, ce qui peut expliquer que leurs structures différent, c'est la taille de leurs ions.
Peut on présenter les choses comme ça :
rCs+/ rCl- = 174/181 = 0,96
rNa+/rCl- = 99/181 = 0,54
La taille des ions de Cs et Cl est voisine alors que la taille des ions de Na et Cl est très différente.

[OrgaChem]

Bonjour,

Oui, et c'est pourquoi le chlorure de sodium cristallise en cube à faces centrées et le chlorure de césium en structure cubique centrée.

En effet, si vous modélisez ces cristaux sur un logiciel (comme Vesta par exemple), vous verrez que pour le chlorure de césium, le césium occupe tout l'espace intérieur de la structure, et les sommets du cube sont les ions chlorure, ce qui est en accord avec vos calculs. À l'opposé, pour le NaCl vous pourrez visualiser les ions sodium qui eux, occupent moins d'espace donc peuvent se situer au centre des faces du cristal, ce qui confirme totalement votre démarche.

En fait, les structure sont ordonnées de telle manière à ce que les entités soient réparties de manière équilibrée dans tout l'espace qui leur est offert.

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[pascelepr4]

Merci pour ces précisions. Ca m'a été très utile.
Cordialement

[Patzewiz]

Bonjour,

La maille de CsCl peut être représentée par un cube dont les sommets sont occupés par des ions chlorure et le centre par un ion césium, mais cela ne correspond pas à une structure cubique centrée. Dans une structure cubique centrée le motif (atome, ion ou molécule) situé au centre de la maille doit être identique à celui que l'on trouve sur les sommets. La structure de CsCl est une structure cubique simple dont le modif est un groupement CsCl parallèle à une diagonale principale du cube (on peut de plus échanger les positions de Cs et Cl). Le fer alpha, forme stable à température ambiante, cristallise lui dans une véritable structure cubique centrée (c'est la structure que représente l'atomium de Bruxelles) comme un petit nombre d'autres métaux. A l'inverse je ne connais aucun halogénure ni aucun oxyde cristallisant en structure cubique centrée.
Concernant la règle des rayons ioniques, elle explique bien pourquoi le sodium ne peut avoir une coordinence 8 avec les ions chlorures, en revanche elle n'interdirait pas au césium d'avoir une coordinence plus faible. Pour illustrer ce dernier point on peut citer les exemples de SrO et BaO qui adoptent des structures cfc bien que les cations Sr²⁺ et Ba²⁺ puissent adopter une coordinence plus élevée que 6 avec l'oxygène. Pour interpréter correctement ces deux cas, il faut s'intéresser à l'énergie réticulaire de ces composés et utiliser les tables de rayons ioniques de Shannon et Prewitt qui donnent des rayons ioniques dépendant de la coordination. Ces tables publiées en 1969 et 1976 dans Acta Cristallographica sont beaucoup plus élaborées que celle de Pauling bien plus anciennes mais encore très utilisées.