Structures types des cristaux ioniques

Présence d'une forte différence d'électronégativité ($\Delta\chi \geq 1$). Les interactions électrostatiques sont proportionnelles à $\dfrac{qq'}{r^2}$. Si les charges sont de signes contraires, la liaison est attractive ; si elles sont de même signe, la liaison est répulsive.

On trouve une stabilité en cas de contact cation-anion, mais une instabilité en cas de contact anion-anion. Les cristaux ioniques sont donc des empilements d'anions dont les cations occupent les sites interstitiels.

Structure type CsCl

Caractéristique	CsCl
Empilement des anions	CS
Système cristallin	Cubique
Mode de réseau	P
Sites interstitiels	$[cub]$
Taux d'occupation	100 %
Atomes indépendants	$1\,Cl^-$ en $(000)$ et $1\,Cs^+$ en $(1/2, 1/2, 1/2)$
$Z$	1 unité formulaire par maille
Coordinence cations/anions	8 $[cub]$
Coordinence anions/cations	8 $[cub]$
$a = f(R^+, R^-)$	$a\sqrt{3} = 2(r^+ + r^-)$
Formulation	$MX$

Structure type fluorine $CaF_2$

Caractéristique	$CaF_2$
Empilement des anions	CS
Système cristallin	Cubique
Mode de réseau	F
Sites interstitiels	$[cub]$
Taux d'occupation	50 %
Atomes indépendants	$1\,Ca^{2+}$ en $(000)$ et $2\,F^-$ en $(1/4, 1/4, 1/4)$ et $(1/4, 1/4, 3/4)$
$Z$	4 unités formulaires par maille $CaF_2$
Coordinence cations/anions	8 $[cub]$
Coordinence anions/cations	4 $[T]$
$a = f(R^+, R^-)$	$\frac{a\sqrt{3}}{4} = r^+ + r^-$
Formulation	$MX_2$

Structure type $NaCl$

Caractéristique	$NaCl$
Empilement des anions	CFC
Système cristallin	Cubique
Mode de réseau	F
Sites interstitiels	$[o]$
Taux d'occupation	100 %
Atomes indépendants	$Cl(0, 0, 0)$, $Na(1/2, 0, 0)$
$Z$	4 unités formulaires par maille $NaCl$
Justification de $Z$	CFC de Cl $\Rightarrow 4\,Cl$ par maille, 1 $Na$ au centre et 3 $Na$ sur les arêtes
Coordinence cations/anions	6 $[o]$
Coordinence anions/cations	6 $[o]$
$a = f(R^+, R^-)$	$a = 2(r^+ + r^-)$
Formulation	$MX$
Exemple	Halogénures (petits alcalins)

Structure type $Na_2O$, anti-fluorine

Caractéristique	$Na_2O$
Empilement des anions	CFC
Système cristallin	Cubique
Mode de réseau	F
Sites interstitiels	$[T]$
Taux d'occupation	100 %
Atomes indépendants	$O(0, 0, 0)$, $Na(1/4, 1/4, 3/4)$ et $Na(1/4, 1/4, 1/4)$
$Z$	4 unités formulaires par maille $Na_2O$
Justification de $Z$	CFC de O $\Rightarrow 4\,O$ par maille et 100 % $[T]$ Na $\Rightarrow 8\,Na$ par maille
Coordinence cations/anions	4 $[T]$
Coordinence anions/cations	8 $[cub]$
$a = f(R^+, R^-)$	$\frac{a\sqrt{3}}{4} = r^+ + r^-$
Formulation	$M_2X$
Exemple	Oxydes, chalcogénures

Structure type $ZnS$, blende

Caractéristique	$ZnS$ blende
Empilement des anions	CFC
Système cristallin	Cubique
Mode de réseau	F
Sites interstitiels	$[T]$
Taux d'occupation	50 %
Atomes indépendants	$S(0, 0, 0)$ et $Zn(1/4, 1/4, 1/4)$
$Z$	4 unités formulaires par maille $ZnS$
Justification de $Z$	CFC de S $\Rightarrow 4\,S$ par maille et 50 % $[T]$ Zn $\Rightarrow 4\,Zn$ par maille
Coordinence cations/anions	4 $[T]$
Coordinence anions/cations	4 $[T]$
$a = f(R^+, R^-)$	$\frac{a\sqrt{3}}{4} = r^+ + r^-$
Formulation	$MX$
Exemple	Sulfures, chalcogénures, séléniures, nitrures

Structure type $ZnS$, würtzite

Caractéristique	$ZnS$ würtzite
Empilement des anions	HC
Système cristallin	Hexagonal
Mode de réseau	P
Sites interstitiels	$[T]$
Taux d'occupation	50 %
Atomes indépendants	$S(0, 0, 0)$, $S(1/3, 2/3, 1/2)$, $Zn(1/3, 2/3, 1/8)$ et $Zn(0, 0, 5/8)$
$Z$	2 unités formulaires par maille $ZnS$
Justification de $Z$	HC de S $\Rightarrow 2\,S$ par maille, et Zn à l'intérieur et sur les arêtes $\Rightarrow 2\,Zn$ par maille
Coordinence cations/anions	4 $[T]$
Coordinence anions/cations	4 $[T]$
$a = f(R^+, R^-)$	non traité
Formulation	$MX$
Exemple	Sulfures, chalcogénures, séléniures, nitrures

Structure type $NiAs$, nickeline

Caractéristique	$NiAs$
Empilement des anions	HC
Système cristallin	Hexagonal
Mode de réseau	P
Sites interstitiels	$[o]$
Taux d'occupation	100 %
Atomes indépendants	$As(0, 0, 0)$, $As(1/3, 2/3, 1/2)$, $Ni(2/3, 1/3, 1/4)$, $Ni(2/3, 1/3, 3/4)$
$Z$	2 unités formulaires par maille $NiAs$
Justification de $Z$	HC d'As $\Rightarrow 2\,As$ par maille, et 100 % $[o]$ Ni $\Rightarrow 2\,Ni$ par maille
Coordinence cations/anions	6 $[o]$
Coordinence anions/cations	6 [prisme triangulaire]
$a = f(R^+, R^-)$	non traité
Formulation	$MX$
Exemple	Sulfures, tellurures, séléniures

Structure type $CdI_2$

Caractéristique	$CdI_2$
Empilement des anions	HC
Système cristallin	Hexagonal
Mode de réseau	P
Sites interstitiels	$[o]$
Taux d'occupation	50 %
Atomes indépendants	$I(0, 0, 0)$, $I(1/3, 2/3, 1/2)$, $Cd^{2+}(2/3, 1/3, 1/4)$
$Z$	1 unité formulaire par maille $CdI_2$
Justification de $Z$	HC d'I $\Rightarrow 2\,I$ par maille, et 50 % $[o]$ Cd $\Rightarrow 1\,Cd$ par maille
Coordinence cations/anions	6 $[o]$
Coordinence anions/cations	6 [prisme triangulaire]
$a = f(R^+, R^-)$	non traité
Formulation	$MX_2$
Exemple	Halogénures

Récapitulatif