La masse volumique

  Masse volumique :

La masse volumique est une grandeur permettant de caractériser une espèce chimique, car ces dernières en ont toutes une différente.

Elle est symbolisée par ρ (Rho), qui correspond, pour un liquide ou un solide, au quotient de la masse m de matériau, par unité de volume V.

On note plus fréquemment : ρ = m/V.

Unité : -masse volumique ρ : en kg/m³, en kg/L, en g/mL.

           -masse m : en kg, en g

           -volume V : en m³, en L, en mL

Concernant les cristaux :

  Un solide cristallin est constitué d’entités chimiques (atomes, ions) arrangées de manière ordonné et régulière dans les trois dimensions de l’espace.

 On appelle cet arrangement une maille, qui est la plus petite structure permettant d’obtenir le cristal par répétitions périodiques, par motif répétitif.

On distingue 7 types de maille, les mailles hexagonales, les mailles quadratiques…

[pic 1]

On étudiera plus particulièrement la forme cubique simple, qui est un cube ayant un atome à chaque sommet.

[pic 2]

Chaque atome sur les sommets du cube, sont partagés en 8 maille, ils comptent donc pour 1/8.

[pic 3]

Pour les mailles cubiques à face centrée, on retrouve la même disposition, mais les atomes sur chaque face sont partagés en deux mailles. Ils comptent donc pour 1/2.

[pic 4]

On retrouve également les mailles cubique centrée, dont l’atome au centre n’est pas divisé, il compte donc pour 1.

Les atomes situés sur les arêtes, pour d’autres types de maille, sont divisés en 4, ils comptent donc pour 1/4.

Voici un schéma qui résume ce que l’on a dit :

[pic 5]

Ainsi, nous pouvons également calculer la masse volumique d’un cristal à partir de sa structure.

La formule est la même : m maille/ V maille = ρ maille

Concernant la maille cubique, le volume est égale au côté, (que l’on nomme a) au cube.

V maille = a3

On peut déterminer la masse de cette manière :

     Exemple du chlorure de sodium :

[pic 6]

Les 8 atomes de chlore (ions Cl-) à chaque sommet comptent pour 1/8.

Les 6 atomes de chlore au centre de chaque face comptent pour 1/2.

Ainsi, il y a :

     8x1/8 + 6x1/2

 = 1 + 3

=  4 atomes de chlore.

Les 12 atomes de sodium (ions Na+) situés sur les arêtes comptent pour ¼.

L’atome de sodium situé au centre compte pour 1.

Ainsi, il y a :

   12x1/4 + 1x1

= 3 + 1

= 4 atomes de sodium.

Une maille de cubique de sodium est donc composée de 4 atomes de chlore et de 4 atomes de sodium.

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