Bonjour,j'aimerai savoir ce qui fait varier la distance entre un cation et un anion?Je pensais que si un atome comme le fluor était très électronégatif alors il attirerai mieux un cation comme K+ ce qui réduirai la longueur de liaison ionique.Je ne comprend donc pas pourquoi la distance entre KF est plus grande que celle entre CaO? (est ce dû à la longueur des rayons ionique,si oui comment savoir comment celui-ci augmente ou diminue?).
Merci d'avance pour votre réponse.
Bonsoir, juste une piste en attendant les autres : dans un solide ionique, la taille des ions et la structure cristalline déterminent la distance entre le cation et l'anion.
qui se ressemble s'assemble (Homère)
Bonsoir,
Même si elles sont parfois prises en défaut les règles de Pauling donnent une description assez pertinente des structures ioniques. La première règle répond en partie à la question posée:
Dans un cristal ionique chaque cation est entouré d'un polyèdre de coordination formée d'anions. Les distances cation-anion sont égales à la somme des rayons ioniques et le nombre de coordination est déterminé par le rapport des rayons cation-anion.
Cela pose ensuite le problème de la détermination des rayons ioniques, les réponses sont nombreuses car la diffraction des rayons X donnent principalement accès à la longueur des liaisons. Goldschmidt et Landé ont donné une réponse basée sur l'étude des iodures, Bragg en a donné une voisine basée sur les séléniures. Pauling en a donné une plus connue en répartissant les rayons à partir d'une méthode de type Slater appliquée à KCl ou à MgO composés chacun d'ions de structures isoélectroniques. La table qu'il a construite est encore largement utilisée avec en référence un rayon de 140pm pour l'ion O2-.
Plus récemment Shannon et Prewitt en 1969 puis Shannon seul en 1976 ont donné des tables beaucoup plus détaillées (disponibles sur le web sous forme de fichiers Excel). Celles prennent en compte la coordination des ions et se basent sur des cartes de densité électronique obtenues par diffraction des RX sur monocristaux. On parle alors de rayons cristallins plutôt que de rayons ioniques.
Concernant KF et CaO, on peut constater que K+ et Ca2+ sont isoéléctroniques, la charge du noyau du calcium étant plus élevée que celle du noyau du potassium le nuage électronique de Ca2+ est plus contacté que celui de K+. Le rayon ionique de Ca2+ est donc le plus faible des deux. O2- et F- sont également isoélectroniques, cette fois-ci c'est F- qui doit être le plus petit. On ne peut donc pas trancher sans regarder les valeurs des rayons ioniques, on trouve alors une différence beaucoup plus forte pour les cations que pour les anions (K+: 133 pm, Ca2+: 99 pm, F-: 136 pm, O2-: 140 pm, d'après Pauling).
Par ailleurs si on s'intéresse à l'énergie réticulaire de Madelung, on s'attend à trouver une attraction beaucoup plus forte entre deux ions divalents qu'entre deux ions monovalents.
Que sais-je?
