Interaction dans le sel de cuisine ( chlorure de sodium )

[invite378afcca]

Bonjour, j'ai un exercice à faire et je n'y arrive pas.

Le sel de cuisine est appelé, au laboratire, chlorure de sodium. C'est un cristal ionique formé par les ions sodium Na+ et les ions chlorure Cl-. Si l'on observe du gros sel au microscope, on remarque que sa disposition est régulière. L'étude approfondie de ce cristal montre que les ions sodium et les ions chlorure sont disposés régulièrement selon un empilement appelé, en cristallographie, maille cubique face centrée (c.f.c) .

La maille est le volume le plus simple qui représente l'ensemble du cristal. Dans le cas du chlorure de sodium, c'est un cube : L'arête du cube est a= 556 pm, la distance entre 2 ions Na+ est d1 = V2/2, la distance entre les ions Cl- et ions Na+ est d2 = a/2

1. Calculer l'intensité de la force électrique F1 exercé entre deux ions Na+ les.
2. Calculer l'intensité de la force électrique exercée entre ions Na+ et ions Cl-.
3. Qu'est-ce qui assure la stabilité de ce cristal ?

je sais que pour les questions 1 & 2 : loi de coulomb mais je ne sais pas qu'elle chiffres prendre

et pour la question 3: interactions entre premiers voisins sont très favorables; ils sont de charges opposées... mais je ne sais pas comment detailler..


QUI VEUT BIEN M'AIDERR ?
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[LPFR]

Bonjour.
Si on suppose que le cristal est vraiment ionique à 100%, cela veut dire que les atomes de sodium ont une charge électronique en moins et que les atomes de chlore ont une charge électronique en plus. Donc les atomes de sodium ont une charge positive de 1,6 10^-19 C et les atomes de chlore une charge négative de même valeur.

Pour la stabilité c'est une autre chose. Pour une molécule isolée, les ions s'attirent très fort jusqu'à de que les forces dues au principe d'exclusion de Pauling empêchent les ions de se rapprocher d'avantage.
Mais dans un cristal, chaque ion est entouré par des ions de charge opposée placés de manière symétrique, et la force nette sur chaque ion est zéro, si on ne regarde que les forces électrostatiques. Et ceci est indépendant des dimensions de la maille cristalline. Si l'espacement entre atomes était le double la situation serait la même.

Mais ce qui fait que la distance entre ions est ce qu'elle est, est que l'énergie électrostatique de l'ensemble des charges diminue en diminuant la distance entre atomes. Donc le "cristal rétrécit" autant qu'il le peut jusqu'à ce que les forces de Pauling le bloquent.

Vous pouvez le voir comme un élastique étiré: chaque morceau d'élastique subit des forces identiques de chaque côté, mais ces mêmes forces font que l'élastique "préfère" rétrécir.
Au revoir.