Strukturbericht

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Strukturbericht signifie « rapport sur les structures » en allemand. Il s'agissait d'une publication allemande, initialement un supplément au Zeitschrift für Kristallographie (journal de cristallographie). Les volumes 1 à 8 (19191939) de Strukturbericht furent publiés exclusivement en allemand, par Akademische Verlagsgesellschaft MBH, Leipzig. À partir du volume 9, ils furent également publiés en anglais sous le titre Structure Report.

Pour décrire les structures cristallines, la publication introduisit une notation propre, qui porte d'ailleurs son nom. Cette notation est surtout utile dans le cas de composés polyatomiques lorsqu'il y a un ordre chimique (intermétalliques, sels ioniques, oxydes, céramiques…).

En effet, les autres notations (symboles de Hermann-Mauguin, symboles de Schoenflies) ne considèrent que le groupe d'espace mais ne décrivent pas l'arrangement chimique.

Notation Strukturbericht[modifier | modifier le code]

Règle générale[modifier | modifier le code]

Cette notation commence par une lettre qui correspond globalement aux proportions d'atomes :

  • A : un seul type d'atomes, à l'exception de la structure A15 qui a pour modèle Cr3Si ;
  • B : deux types d'atomes en proportions égales ;
  • C : deux types d'atomes en proportion 2/1 ;
  • D : composés du type AmBn
    • D0 ; deux types d'atomes en proportion 3/1 ;
  • E–K : types plus complexes ;
  • L : alliages
  • O : structures spécifiques aux cristaux organiques ;
  • S : silicates.

À cette lettre s'ajoute un nombre (par exemple A1), une lettre en indice (p.-ex. Ah), ou encore un nombre suivi d'un autre nombre ou d'un lettre en indice (par exemple L12, D02, C1b)… qui correspond à un numéro d'ordre.

Liste des structures[modifier | modifier le code]

Notation Strukturbericht de certaines structures
Notation
Strukturbericht
Structure Groupe d'espace Notation Schoenflies Exemple
A
Aa tétragonale centrée I4/mmm (n°139) α-Pd
Ab tétragonale simple P42/mnm (n°136) β-U
Ac orthorhombique Pnma (n°62) α-Np
Ad tétragonale simple P4/nmm (n°129) β-Np
Af hexagonale simple P6/mmm (n°191) γHgSn6-10, Si désordonné
Ah cubique simple Pm3m (n°221) O1h
A1 cubique à faces centrées Fm3m (n°225) O5h cuivre, γ-Fe, nickel
A2 cubique centré Im3m (n°229) O9h W, V, α-Fe
A3 hexagonal compact P63/mmc (n°194) D46h Mg, Co
A4 structure diamant Fd3m (n°227) O7h diamant (C), Si
A9 graphite P63mmc (n°194) D46h graphite
A14 I2 Cmca (n°64) D182h Cl2
A17 Cmca (n°64) D182h phosphore noir
B
B1 NaCl Fm3m (n°225) O5h FeO, PbS
B2 CsCl Pm3m (n°221) O1h FeAl, NiAl
B3 sphalérite (ZnS) F43m (n°216) T2d
B4 wurtzite (ZnS) P63mc (n°186) C46v
C
C1 fluorine (CaF2) Fm3m (n°225) O5h
C2 pyrite (FeS2) Pa3 (n°205) T6h
C3 Cu2O Pn3m (n°224) O4h
C4 rutile (TiO2) P42/mnm (n°136) D144h
C5 anatase (TiO2) I41/amd (n°141) D194h
C6 CoCl2 P3'm1 (n°164) D33d
C19 CdCl2 R3m (n°166) D53d
D
D13 ThCr2Si2
D51 corindon (Al2O3) R3c (n°167) D63d hématite
E
E11 chalcopyrite (CuFeS2) I42d (n°122) D122d
E21 pérovskite (CaTiO3) Pbnm (n°221) O1h
H
H11 spinelle (MgAl2O4) Fd3m (n°227) O7h

Exemples[modifier | modifier le code]

Réseaux rhomboédriques[modifier | modifier le code]

Le corindon a une structure rhomboédrique (α-Al2O3), de groupe d'espace R3c. Un motif est composé de deux pyramides Al2O3 inversées qui se répètent aux nœuds du rhomboèdre.

Les atomes/ions d'oxygène forment un réseau hexagonal compact, avec donc une alternance de plans A-B ; les atomes/ions métalliques occupent les deux-tiers des sites interstitiels octaédriques, avec trois types de plans a, b et c en alternance. On a donc une alternance A-a-b-B-c-a-A-b-c-B-a-b-A-c-a-B-b-c-A-a…

Cette structure est notée D51. C'est aussi la structure de l'hématite (α-Fe2O3).

Réseaux hexagonaux[modifier | modifier le code]

La structure hexagonale compacte à un type d'atome est notée A3 ; son groupe d'espace est P63/mmc (n°194). C'est la structure notamment du magnésium (Mg), du cobalt (Co), de l'yttrium (Y), du zirconium (Zr)…

La structure du graphite est notée A9 ; son groupe d'espace est P63/mmc (n°194).

La wurtzite (ZnS) a une structure hexagonale B4 ; son groupe d'espace est P63mc (n°186). Les atomes de zinc forment un réseau hexagonal compact, et les atomes de soufre occupent tous les sites lacunaires tétraédriques. C'est aussi la structure du nitrure d'aluminium AlN.

Réseaux tétragonaux[modifier | modifier le code]

La structure du rutile TiO2 est notée C4. Les cations de titane sont aux angles et au centre. Quatre des anions d'oxygène forment un rectangle, ils sont situés sur les diagonales des grands côtés (a×a) parallèles entre elles ; les deux autres anions sont situés sur l'axe perpendiculaire à ce rectangle et passant par le centre de la structure.

Réseaux cubiques[modifier | modifier le code]

Réseaux cubiques simples[modifier | modifier le code]

Les réseaux cubiques simples correspondent au groupe d'espace n°221, ayant les symboles de Hermann-Mauguin Pm3m (ou Pm3m).

Un cristal monoatomique, comme le polonium alpha (α-Po), est noté Ah.

Dans le cas d'un cristal diatomique AB avec une alternance A-B-A-B-… le long de la grande diagonale du cube, la notation Strukturbericht est B2. Le cristal paraît cubique centré, mais est en fait cubique simple, chaque nœud portant une paire A-B. C'est le cas du chlorure de césium (CsCl), de l'aluminiure de fer bêta-2 (β2-FeAl) et de l'aluminiure de nickel bêta (β-NiAl).

La pérovskite CaTiO3 est un composé ternaire cubique simple dont la notation Strukturbericht et E21. C'est aussi la structure du Fe3AlC et du nitrure de fer epsilon (ε-Fe4N).

Réseaux cubiques centrés[modifier | modifier le code]

Les réseaux cubiques centrés correspondent au groupe d'espace n°229, ayant les symboles de Hermann-Mauguin Im3m (ou Im3m).

Un cristal monoatomique, comme le fer alpha (α-Fe), est noté A2. C'est le cas de Li (à température ambiante), Na, K, V, Cr, Rb, Nb, Mo, Cs, Ba, Eu, Ta.

Réseaux cubiques à faces centrées[modifier | modifier le code]

Les réseaux cubiques à faces centrées correspondent au groupe d'espace n°225, ayant les symboles de Hermann-Mauguin Fm3m (ou Fm3m).

Un cristal monoatomique, comme le γ-Fe (austénite) ou le cuivre, est noté A1.

Dans le cas d'un cristal diatomique AB avec une alternance A-B-A-B-… le long de l'arrête du cube, la notation Strukturbericht est B1. C'est le cas de la halite (NaCl), de la galène (PbS) et de la wustite (FeO).

La structure spinelle (MgAl2O4, ou Mg2+Al3+2O2-4) est une structure cubique à faces centrées à trois atomes. Son groupe d'espace est Fd3m et sa notation Strukturbericht H11. C'est aussi la structure de la magnétite (Fe2+Fe3+2O2-4), de la hercynite (FeAl2O4) et de l'oxynitrure d'aluminium gamma (γ-AlON).

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]