Chapitre 10. Solides cristallins

L’état solide est un état physique condensé, avec de fortes interactions entre les entités qui le constituent. Selon le degré d’organisation microscopique des solides, on distingue en général :
les solides amorphes, dans lesquels l’arrangement des entités est totalement désordonné ;
les solides cristallins, constitués d’un arrangement ordonné d’entités dans l’espace ;
les solides semi-cristallins, dans lesquels seules certaines zones sont ordonnées.
La plupart des solides cristallins sont en réalité polycristallins : ils sont constitués d’un assemblage de cristaux, de tailles, de formes et d’orientations variées.
Un corps pur peut présenter des structures cristallines différentes, dites variétés allotropiques.
Un cristal parfait est modèle idéal constitué d’un arrangement infini, périodique, donc parfaitement ordonné, d’entités.
Les positions des entités sont distribuées de façon périodique dans les trois dimensions : elles occupent les nœuds d’un réseau cristallin. On appelle motif la description de l’agencement des entités constitutives du cristal (atomes, ions, molécules).
La structure cristalline peut ainsi être décrite à l’aide de la connaissance du réseau et du motif.
La maille est l’unité de base permettant de reconstruire le cristal par translation selon les directions des axes cristallins. Trois longueurs (a, b, c) – les paramètres de maille – et trois angles (α, β, γ) permettent de décrire la maille. Le volume de la maille dépend de ces six grandeurs…