Structures cristallines et leurs caractéristiques
Les structures cristallines organisent les atomes selon des motifs réguliers appelés mailles. Deux structures importantes sont le cubique simple et le cubique à faces centrées (CFC).
Dans le cubique simple, les atomes occupent uniquement les 8 sommets de la maille. Chaque maille contient un seul atome n=1, avec un paramètre de maille a=2R (R étant le rayon atomique). La compacité de cette structure est relativement faible, environ 0,52 ou 52%.
Le cubique à faces centrées est plus dense avec des atomes aux 8 sommets mais aussi au centre de chaque face. Cette structure contient 4 atomes par maille n=4 et présente une compacité de 0,74 ou 74%. Son paramètre de maille vaut a=2√2R.
💡 Astuce de mémorisation: Plus le nombre d'atomes dans une maille est grand, plus la structure est compacte. CFC (74%) est donc bien plus compact que cubique simple (52%).
Ces structures déterminent la masse volumique du matériau, calculée par la formule:
ρ = masse de la maille / volume de la maille = (masse d'un atome × nombre d'atomes) / (paramètre de la maille)³
Pour calculer le rayon atomique R dans une maille CFC, on utilise le contact entre atomes sur les diagonales des faces: 2a² = 16R², donc R = √2a2/16.