les cristaux de gaz nobles

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fromageblanco
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les cristaux de gaz nobles

Messagepar fromageblanco » 10 Juin 2011, 22:46

bonjour !

je viens de voir sur wikipedia que l'argon a un réseau crisallin a "faces cubiques centrées" et je voudrait savoir comment peu-t-on le savoir ?car il me semble que les gaz rares ne peuvent faire des liasons. (à part XeF2)

apres ce n'est pas une liaison covalente, mais une liason cristalline...

au revoir !
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ecolami
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Re: les cristaux de gaz nobles

Messagepar ecolami » 10 Juin 2011, 22:50

Bonsoir,
L'argon peut être solidifié et forme alors un réseaux cristallin. Il n'y a pas de composé ou de molécule.
Tien j'ai du Perxénate de Sodium hydraté dans une bouteille: poudre blanche, fortement oxydante avec le Xe VIII. C'est un produit rarissime.
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fromageblanco
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Re: les cristaux de gaz nobles

Messagepar fromageblanco » 10 Juin 2011, 23:00

whoua ! ou a tu dégoté cela ?
les liaisons cristallines ne sont donc pas des liaisons comparables au liaisons covalantes ?
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Re: les cristaux de gaz nobles

Messagepar darrigan » 10 Juin 2011, 23:25

Liaison cristalline ne veut rien dire : c'est covalent, ionique, métallique ou de type van der Waals ou liaison hydrogène.
Dans le cas de l'argon l'interaction attractive est celle de London (van der Waals).
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Re: les cristaux de gaz nobles

Messagepar alexchimiste » 10 Juin 2011, 23:48

darrigan a écrit :Liaison cristalline ne veut rien dire : c'est covalent, ionique, métallique ou de type van der Waals ou liaison hydrogène.
Dans le cas de l'argon l'interaction attractive est celle de London (van der Waals).


Disons que je pense que fromageblanco se demande comment on a pu déterminer la structure cristalline de l'argon, alors que c'est un gaz? (je partage également sa question...)

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Re: les cristaux de gaz nobles

Messagepar darrigan » 11 Juin 2011, 11:04

Même les gaz nobles peuvent exister sous une phase condensée (liquide, solide) : pour comprendre ceci il faut savoir justement quelles forces attractives peuvent s'exercer entre les molécules/atomes/ions (une manière générale). Et on compte 4 familles de solides, selon les interactions (ou forces) qui assurent la cohésion du solide :
  • Solides ioniques : on est en présence d'ions. Entre eux existe une force électrostatique de Coulomb, attractive entre ions de charges de signe différent et répulsive entre ions de charge de même signe. Ex : Sulfate de cuivre (Cu2+, SO42-). Les cations et anions sont alternés dans l'espace. Ces solides ont souvent un haut point de fusion (car la force de Coulomb est forte), sont non conducteurs de l'électricité (les ions ne sont pas libres de se déplacer), mais ils sont aussi fragiles car clivables et aussi solubles dans l'eau (car en présence d'eau, l'énergie de solvatation l'emporte sur l'énergie électrostatique).
  • Solides covalents : on est en présence d'atomes identiques, ou bien d'atomes différents mais entre lesquels la différence d'électronégativité est assez faible, ce qui donne entre ces atomes des liaisons covalentes (éventuellement avec un caractère ionique faible). Ainsi chaque atome, dans le solide, est lié à ses voisins par liaisons covalentes, et l'on peut considérer le cristal entier comme une énorme unique molécule. Ces liaisons sont fortes, il faut fournir beaucoup d'énergie pour les rompre, ce qui donne des température de fusion assez élevées. Ils sont non conducteurs de l'électricité (sauf si mésomérie possible), très peu solubles dans l'eau. Ex : diamant, nitrure de bore, quartz...
  • Solides moléculaires : eux sont constitués de molécules (lesquelles ont une cohésion interne assurée par les liaisons covalentes), mais entre lesquelles il n'y a pas de laisons covalentes, seulement des intéractions plus faibles de type van der Waals ou liaison hydrogène. Dans les van der Waals on trouve les forces de Keesom, Debye et London, lesquelles dépendent du moment dipolaire, de la polarisabilité, de la distance entre molécules, de la température. La liaison hydrogène ne peut exister que dans certains cas (un H fixé sur un atome électronégatif comme N, O, F, et possibilité stérique d'intéraction entre ces H et des doublets non liants d'atomes) La liaison H est plus forte que les forces de van der Waals, mais reste 10 fois plus faible que les liaisons covalentes. Toutes ces liaisons sont assez faible, les solides moléculaires ont un bas point de fusion (entre 50 et 350°C disons...), très peu conducteurs de l'électricité. Les gaz nobles existent sous forme monoatomique, on les classe dans cette famille. La seule force existante étant alors celle de London. Ex : acide benzoïque, diiode, diazote solide, paraffine...
  • Solides métalliques : liaison métallique de nature très particulière, on peut considérer un métal comme des cations métalliques baignant dans une mer d'électrons... pour simplifier. Les électrons sont libres de se déplacer, les métaux (et alliages) sont des bons conducteurs de l'électricité et de la chaleur, le point de fusion est très variables (de négatif pour le mercure jusqu'à >4000°C pour d'autres !)
.
Tout ça pour dire que, pour obtenir une phase condensée, il faut que l'énergie cinétique des particules soit plus faible que la somme des énergies attractives listées ci-dessus, donc réduire la température. Dans le cas de l'argon, la force de London est assez faible ce qui veut dire qu'il faut vraiment refroidir à très basse température pour que l'attraction de London puisse l'emporter et que les atomes d'argons puissent rester "collés" les uns aux autres. Ainsi, ils s'arrangent pour former une structure la plus stable possible, en formant des cristaux.

On peut déterminer la structure des cristaux par DRX (diffraction des rayons X) : on obtient la distance entre les plans d'atomes, on en déduit les paramètres de maille et la symétrie de la maille. Pour l'argon, la DRX a été réalisée alors que l'argon était sous forme solide, à très basse température. (Outre, on peut aussi faire de la modélisation informatique (méthodes quantiques ou de dynamique moléculaire) pour prédire les structures cristallines et leur stabilité, les transitions de phase, etc.)
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