Groupement formulaire
Le groupement formulaire est la plus petite entité caractéristique de la nature chimique du cristal. Ce groupement peut être un atome, une molécule, un ensemble d'ions mono ou polyatomiques.
On a représenté ci-contre un fragment de cristal monoatomique de magnésium. La formule chimique de ce composé est évidemment \(\textrm{Mg}\). Il n'y a pas de liaison chimique entre ces atomes au sens de la liaison covalente localisée. Les électrons de valence des atomes de magnésium adoptent un comportement métallique typique d'une covalence délocalisée à l'échelle du cristal.
cristal de magnésium
le diamant
Le diamant est un cristal monoatomique de carbone. Sa formule est donc \(\textrm C\). Tous les atomes de carbone sont liés chimiquement par une liaison covalente à leurs voisins. C'est un cristal covalent. La cohésion de ce type de cristal est extrêmement forte, ce qui explique sa très grande dureté.
Le dioxyde de carbone \(\textrm{CO}_2\) cristallise sous la forme présentée ci-contre. Le groupement formulaire est une molécule. Les molécules de \(\textrm{CO}_2\) se positionnent au sommets de la maille et au centre des faces. C'est un cristal moléculaire. Les liaisons covalentes sont internes au groupements. La cohésion du cristal est assurée par des forces intermoléculaires faibles.
cristal moléculaire de CO2
cristal ionique de chlorure de sodium
Le chlorure de sodium est un cristal ionique (on dit encore un "sel"). Le groupement formulaire \(\textrm{NaCl}\) est composé d'un cation \(\textrm{Na}^+\) (en vert) et d'un anion \(\textrm{Cl}^-\) (en jaune). La cohésion du cristal est assurée par des forces électrostatiques. Ce type de cristal est facilement soluble dans l'eau.
Le fragment ci-contre est extrait du sel moléculaire \(\textrm{TMTSF}_2\textrm{PF}_6\). Le groupement formulaire comporte deux molécules de tétraméthyltétrasélénofulvalène (\(\textrm{TMTSF}\)) portant une charge positive : \(\textrm{TMTSF}_2^+\) et un anion \(\textrm{PF}_6^-\). Ce sel présente un caractère métallique à température ambiante, bien que ne comportant pas d'atomes métalliques.
sel de TMTSF2PF6