Le Dernier Poster


Présenté aux Journées de la Division Chimie du Solide (SFC), Paris, 4-6 Septembre 1996.
Résumé ci-dessous avec un lien hypertexte vers les graphismes 2D et 3D (VRML).


RESEAUX TRIDIMENSIONNELS 6-CONNECTES

Armel Le Bail

Laboratoire des Fluorures, URA-CNRS-449, Université du Maine, 72017 Le Mans

Jusqu'à il y a peu, les réseaux tridimensionnels d'octaèdres connectés exclusivement par sommets montraient un nombre très limité de possibilités de combinaison des anneaux de base (à 3, 4, 5, 6 octaèdres). Les briques 3D qui, assemblées, construisaient les composés de formulation AB3 étaient des tetraèdres d'octaèdres 34 (notation signalant 4 faces comportant 3 arètes), des prismes (d'octaèdres) à base triangulaire 3243, carrée 46 (cube), pentagonale 4552, hexagonale 4662, et enfin des polyèdres de Friauf 3464 (cage de la structure pyrochlore, la plus volumineuse, en forme de tétraèdre tronqué à ses 4 sommets). C'était un monde somme toute très limité si on le compare à celui des réseaux 3D 4-connectés (zéolithes, polymorphes de SiO2). Il est vrai que les anneaux de base peuvent atteindre 12 tétraèdres dans les zéolithes.

Les synthèses et déterminations de structure récentes de t-AlF3 [1] et de Na4Ca4Al7F33 [2] ont changé notablement le paysage. En effet il faut maintenant ajouter à la liste ci-dessus des briques formulées 43 (à partir desquelles sont construits des clusters extraordinairement compacts de 10 octaèdres dans t-AlF3 et même de 15 dans Na4Ca4Al7F33), 54 formant des cages vides dans t-AlF3 et occupées par le sodium dans Na4Ca4Al7F33, et enfin, exclusivement dans t-AlF3, des briques 3153 et 5261. Ces dernières mettent en commun deux à deux 4 octaèdres de leur anneau 61 pour réaliser une cage 4254. Dernier mais pas des moindres, Rb2NaAl6F21 [3] est un exemple original de combinaison inédite des anciennes briques (34, 3243, 4662 et cage pyrochlore). On aura compris que Rb2[NaAl6F21] et Na4[Ca4Al7F33] présentent un réseau mixte [AxA'1-xB3]n respectivement " farci " par le rubidium et le sodium, pour n = 7 et n = 11.

Des images 2D du monde des réseaux 3D 6-connectés sont exposées et commentées. La troisième dimension est accessible par une connexion Internet à l'URL http://www.cristal.org/vrml/6c3d/6c3dnets.html à l'aide d'un navigateur équipé de moyens de visualisation VRML (Virtual Reality Modeling Language). Les modèles sont représentés selon deux possibilités graphiques classiques : polyèdres AB6 et réseaux de cations A interconnectés.

En conclusion, la réalité nous rappelle l'inefficacité des moyens actuels de prédiction des structures cristallines, même simples. A quand des anneaux à 7 ou 8 octaèdres, est-ce définitivement impossible ? Il ne fait aucun doute que de nombreux composés ternaires (ou d'ordre supérieur) montreront dans un futur proche des structures inédites. Mais serons-nous prochainement encore surpris par de nouveaux arrangements tridimensionnels de corps simples (comme ce fut le cas pour le carbone avec les fullerènes) ou binaires AxBy, ou bien pouvons-nous vraiment espérer les prévoir et les ayant prévu, programmer leur synthèse? Nous en sommes loin, même si on peut lire le contraire. Pouvons-nous seulement affirmer que t-WO3 ou t-FeF3 seront synthétisés un jour?

Références:

[1] A. Le Bail, J.L. Fourquet et U. Bentrup, J. Solid State Chem., 100, 151 (1992).
[2] A. Hemon et G. Courbion, J. Solid State Chem., 84, 153 (1990).
[3] A. Le Bail, Y. Gao et C. Jacoboni, Eur. J. Solid State Inorg. Chem., 26, 281 (1989).


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