Structure de type NaCl

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Le chlorure de sodium cristallise dans un système cubique faces centrées (F) de paramètre de maille a =  564 pm.

Sa masse volumique  est de r = 2,165 g.cm^-3
Les rayons de ses constituants sont :

• r_Na⁺ = 99 pm
• r_Cl^- = 181 pm

La compacité du cristal est de : z = 0,644
La coordinence du sodium est de 6 est celle de l'ion chlorure est de 6.

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Maille cubique à face centrée (CFC) de type chlorure de sodium NaCl

On choisit de représenter la maille cubique faces centrées avec les ions chlorures aux sommets de la maille et les ions sodium entre chaque paire d'ions chlorure. Le paramètre de maille, c'est-à-dire la distance entre les deux ions chlorures est noté a.

Stoechiométrie de la maille

• Dans cette maille, il y a 12 ions sodium (ceux de arêtes) apportant une contribution 1/4 à la maille et 1 ion sodium (celui du centre) apportant une contribution de 1 : 12 . 1/4 + 1 = 4.
• Il y a 8 ions chlorures (ceux des sommets) qui contribuent pour 1/8 dans la maille et 6 ions chlorures (ceux des faces) qui contribuent pou 1/2  : 8 . 1/8 + 6 . 1 / 2 = 4
• On retombe bien sur une stoechiométrie 1 : 1.

Indices de coordination

Chaque ion sodium est entouré de 6 ions chlorure, et chaque chlorure de 6 ions sodium. Il s'agit d'une coordination octaédrique 6-6.

Calcul de l'intervalle de x

Le rayon minimum du cation r_{+ min} correspond à la situation où les ions sodium et chlorure sont tangents. On calcule r_{+ min} sur une arête :

a = 2 r_- + 2 r_{+ min}

Or les ions chlorures sont tangents sur la diagonale d'une face :

a Ö2 = 4 r_-

Par conséquent :

2 r_- + 2 r_{+ min} =   4 r_- / Ö2

Soit :

r_{+ min} = r_- ( 2 / Ö2 - 1)

r_{+ min} = r_- ( Ö2 - 1)

Soit :

x_min = r₊ / r_-= Ö2 - 1 = 0,414

Le rayon maximum du cation  r_{+ max} est celui imposé par la contrainte précédente qui impose pour une structure de type CC (CsCl) une valeur minimale de x de 0,732.

On en conclut qu'un solide ionique présente une maille cubique faces centrées de type NaCl si  0,41 < x < 0,73.

Exemples de structures CFC de type NaCl
Solide	LiF	NaF	NaCl	NaBr	NaI	KCl
a / pm	402	464	564	598	647	629
x	0,44	0,70	0,52	0,49	0,44	0,73
Solide	KBr	KI	RbCl	RbBr	RbI
a / pm	660	707	658	689	734
x	0,68	0,62	0,82	0,76	0,69
Les cristaux qui font exception à la régle précédemment énoncée sont indiqués en italique.

 

Exemples de structures CFC de type NaCl
Arséniures	Carbures	Bromures	Chlorures	Fluorures	Hydrures	Iodures
SnAs	TiC	LiBr	LiCl	LiF	LiH	LiI
	UC	NaBr	NaCl	NaF	NaH	NaI
		KBr	KCl	KF		KI
		AgBr	RbCl	RbF		RbI
			AgCl	AgF

Nitrures	Oxydes	Oxydes	Sélénures	Sulfures	Télurures
LaN	MnO	MgO	MgSe	MgS	CaTe
ScN	FeO	CaO	CaSe	CaS	SrTe
TiN	CoO	SrO	SrSe	SrS	BaTe
UN	NiO	BaO	BaSe	MnS
	CdO	TiO