L'état solide périodique

Notions de symétrie ponctuelle

Introduction

Les propriétés physiques sont directement liées à la symétrie locale (ponctuelle); on présentera donc rapidement les éléments de symétrie ponctuelle les plus simples.

L'ordre d'un élément de symétrie est le nombre d'équivalents qui se correspondent par cet élément.

Les éléments principaux

  • Centre de symétrie C (ordre 2): D'un point A, le centre de symétrie C donne le point B en prolongeant AC d'une longueur égale.

  • Plan de symétrie (ordre 2): En prolongeant d'une longueur égale la perpendiculaire au plan portée du point de départ A, on obtient son équivalent B. On parle aussi d'un miroir (symbole m ).

  • Axe direct Aq  (ordre q). Partant d'un point P, on génère les autres équivalents, par rotation successives de $\text{2 }\!\!\pi\!\!\text{ /q}$.

Les 7 systèmes cristallins

La combinaison des éléments de symétrie ponctuelle présentés (auxquels s'ajoute l'axe inverse de rotation) détermine 32 cas distincts (classes cristallines) que l'on regroupe dans 7 systèmes cristallins dont on donne les noms, les caractéristiques (modules et angles), ainsi que l'ordre maximal des éléments de symétrie suivie de la classe de symétrie la plus haute.

Système cristallin

Modules

Relations angulaires

Ordre maximal

classe maximale

Cubique

$a=b=c$

$\alpha \text{ }=\text{ }\beta \text{ }=\text{ }\gamma \text{ }=\text{ }\pi \text{ }/2$

(4, m3m)

Quadratique ou Tetragonal

$a=b\text{ }$

$\alpha \text{ }=\text{ }\beta \text{ }=\text{ }\gamma \text{ }=\text{ }\pi \text{ }/2$

(4, 4/m mm)

Orthorhombique

$\alpha \text{ }=\text{ }\beta \text{ }=\text{ }\gamma \text{ }=\text{ }\pi \text{ }/2$

(2, mmm)

Hexagonal

$a=b\text{ }$

$\alpha \text{ }=\text{ }\beta \text{ }=\text{ }\pi \text{ }/2,\text{ }\gamma \text{ }=2\text{ }\pi \text{ }/3$

(6, 6/m mm)

Rhomboèdrique ou Trigonal

$a=b=c$

$\alpha \text{ }=\text{ }\beta \text{ }=\text{ }\gamma \text{ }$

(3, $\bar{3}m$)

Monoclinique

$\alpha \text{ }=\text{ }\gamma \text{ }=\text{ }\pi \text{ }/2$

(2,2/m)

Triclinique

(2, $\bar{1}$)

SimulationLa symétrie d'orientation et les réseaux

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