Corrige AGREGINT Composition de Chimie 2005 AGREG PHYS

Corrigé Partie A. Le Fer I – Etat Solide I.1 Structure électronique I.1.1 Configuration électronique du fer dans son état fondamental : 6 2 2 2 6 2 6 6 2 [Ar]3d 4s ou 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 2+ 6 0 3+I.1.2 Ions les plus courants : Fe [Ar]3d 4s car départ facile des 2 électrons s et Fe 5 0 5[Ar]3d 4s car 3d stable (couche d à moitié pleine). I.2 Structure cristalline du fer et du monoxyde de fer I.2.1 Maille élémentaire du type cubique centré (CC) et cubique à faces centrées (CFC) : CC : CFC : I.2.2 Masse volumique des variétés allotropiques du fer. 1• Fer α (CC) 8× +1=2 atomes propres / maille 82 × M 2 × 55,85 3 −3 −3Feρ = ρ = = = 7848,9.10 g.m = 7849 kg.mα 3 23 −9 3cc 6,02.10 × (0,287.10 )N × aA α 1 1• Fer γ (CFC) 8× +6× =4 atomes propres / maille 8 24 × M 4 × 55,85Fe 3 −3 −3ρ = ρ = = = 8881,7.10 g.m = 8882 kg.mCFCγ 3 23 −9 3N × a 6,02.10 × (0,347.10 )A γ I.2.3 Rayon métallique du Fer α (CC) −90,287.10 × 34 × R a × 3 −10α α a = ⇒ R = = = 1,24.10 m = 124 pm α α4 43 1 • Sites octaédriques : Milieux des faces : 6/2 = 3 / maille Milieux des arêtes : 12/4 = 3 / maille Soit 6 / maille • Sites tétraédriques : 12×2Aux 1/4 et 3/4 des médiatrices des arêtes : = 12 sites tétraédriques / maille (ou 4 26×4sur chaque face : = 12 sites / maille). 2 • Rayon maximum des sites octaédriques Octaèdre irrégulier aplati aux centres des faces. 2 atomes de fer à a/2 et 4 atomes de fer à a 2 . 2Rα - la ...