Exercice 2
Sur l'image ci-dessous, obtenue à l'aide d'un microscope à effet tunnel, chaque boule représente un
atome d'or. Celui-ci cristallise dans une structure cubique à faces centrées.
Justifier à l'aide de l'image que l'or est un solide
1)
cristallin.
2) Calculer à l'aide de l'échelle indiquée le rayon r d'un
atome d'or.
3) On cherche maintenant à exprimer la longueur a de
l'arête de la maille en fonction du rayon r de l'atome d'or.
, a) Représenter la maille cubique faces centrées en perspective, puis représenter une face seule
en faisant en sorte que les atomes occupent le maximum d'espace disponible.
b) Tracer un triangle ABC sur cette face prenant la diagonale du carré et deux côtés.
c) Il s'agit d'un triangle rectangle. Donner le théorème de pythagore qui lie les longueurs des côtés
de ce triangle.
d) Remplacer dans l'expression précédente les noms des côtés par leurs valeurs en fonction de a
et r.
e) Simplifier l'expression et vérifier que vous obtenez bien a = 2√/2 r ou a = /
4) En déduire la longueur de l'arête de la maille.
5) Calculer la compacité de cette maille.
6) La masse d'un atome d'or est de 3,29 x 10-25 kg; calculer la masse volumique de l'or.