Voir la source de Site cristallographique

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{{ébauche|chimie|minéralogie|date=décembre 2022}}

Un '''site cristallographique''', ou '''site cristallin''', est une position particulière dans un [[structure cristalline|réseau cristallin]]. Les positions normalement occupées par les [[atome]]s du [[cristal]] sont appelées « sites réguliers » ou « sites du réseau » ; les centres des espaces restant entre ceux-ci, normalement inoccupés, sont appelés « sites interstitiels ».

== Exemple du réseau cubique à faces centrées ==
[[fichier:Sites interstitiels cubique a faces centrees.svg| vignette| [[Maille (cristallographie)#Maille conventionnelle|Maille conventionnelle]] d'un [[structure cristalline|réseau]] [[cubique à faces centrées]]. Les [[atome]]s du réseau, représentés ici par de petites boules sphériques (en gris) pour une meilleure lisibilité, sont en réalité des sphères jointives, leur rayon étant égal au quart de la diagonale des faces carrées.]]
La [[Maille (cristallographie)#Maille primitive|maille primitive]] d'un [[structure cristalline|réseau]] [[cubique à faces centrées]] ayant des axes obliques, il est plus commode d'en étudier la [[Maille (cristallographie)#Maille conventionnelle|maille conventionnelle]] (figure ci-contre).

Les sites réguliers sont les positions des atomes. Si l'on désigne par {{mvar|a}} le côté des faces carrées, ces positions sont <math>(0,0,0)</math>, <math>(0,\tfrac a2,\tfrac a2)</math>, <math>(\tfrac a2,0,\tfrac a2)</math>, <math>(\tfrac a2,\tfrac a2,0)</math> et toutes celles qui s'en déduisent par les translations du réseau cubique, <math>(+n_xa,+n_ya,+n_za)</math> où <math>n_x</math>, <math>n_y</math> et <math>n_z</math> sont des [[entier relatif|entiers algébriques]]. Il y en a 4 par maille conventionnelle (les atomes aux 8 sommets comptent pour {{sfrac|8}} chacun et les atomes au centre des 6 faces pour {{sfrac|2}} chacun).

Les sites interstitiels sont au centre des espaces des groupes de 6 atomes jointifs 3 par 3 (sites octaédriques, en rose sur la figure) et au centre des groupes de 4 atomes jointifs (sites tétraédriques, en violet sur la figure) :
* dans la maille conventionnelle on trouve les sites octaédriques au centre du cube et au centre des 12 arêtes, il y en a donc 4 par maille (le site au centre du cube compte pour 1, et chacun des sites au centre d'une arête pour {{sfrac|4}}) ;
* on montre de même qu'il y a 8 sites tétraédriques par maille conventionnelle.
Les sites tétraédriques sont plus exigus que les sites octaédriques.

Dans l'autre réseau compact régulier, le réseau [[hexagonal compact]], il y a également autant de sites octaédriques que de sites réguliers et deux fois plus de sites tétraédriques ; leurs tailles sont les mêmes que dans le réseau cubique à faces centrées mais leurs dispositions relatives sont différentes.

=== Taille des sites ===
La taille d'un site cristallographique est le rayon maximal d'une sphère pouvant se loger dans le site. Dans un empilement compact<ref>{{lien web| langue=en| url=https://www.chemzipper.com/2019/04/study-of-interstitial-voids.html| site=Chemzipper| titre=Study of interstitial voids| date=20 avril 2019| consulté le=16 décembre 2022}}.</ref> :
* la taille d'un site régulier est le rayon de l'atome qui l'occupe normalement. Dans le cas d'un réseau cubique à faces centrées dont le paramètre de maille (la longueur d'un côté du cube) est {{mvar|a}}, cette taille est <math>r=a/\sqrt2\approx</math> 0,707 {{mvar|a}} ;
* la taille des sites octaédriques est <math>r_\mathrm O=(\sqrt2-1)\,r\approx</math> 0,414 {{mvar|r}} ;
* la taille des sites tétraédriques est <math>r_\mathrm T=\left(\sqrt{\tfrac32}-1\right)r\approx</math> 0,225 {{mvar|r}}.

== Réseau de référence ==
En pratique on peut définir les sites réguliers et les sites interstitiels :
* par rapport au [[Système cristallin#Classification réticulaire : les systèmes réticulaires|système réticulaire]] du composé cristallin considéré ;
* ou par rapport à un sous-réseau ne comportant qu'une partie des atomes du composé.

Dans le premier cas, tous les sites réguliers du cristal idéal sont occupés et tous les sites interstitiels sont inoccupés. Un cristal réel, en revanche, comporte des [[défaut cristallin|défauts cristallins]] plus ou moins nombreux, et notamment des sites réguliers inoccupés ([[lacune (cristallographie)|lacunes]]) et des sites interstitiels occupés ([[atome interstitiel|atomes interstitiels]]). Ces défauts sont en général distribués aléatoirement au sein de la structure.

Dans le second cas, une partie des sites interstitiels du cristal idéal sont occupés (par les atomes non pris en compte dans le sous-réseau) et il peut arriver qu'une partie des sites réguliers soient inoccupés (avec la périodicité du système réticulaire). Un cristal réel comporte en plus des défauts, dont les lacunes et les atomes interstitiels.

=== Exemple des nésosilicates ===
Les [[nésosilicate]]s sont constitués d'un empilement quasi compact d'[[anion]]s [[oxygène]] O{{exp|2−}} entre lesquels sont disposés régulièrement des [[cation]]s métalliques de plus petite taille comme [[magnésium|Mg]]{{exp|2+}} et [[fer|Fe]]{{exp|2+}} et des cations [[silicium]] Si{{exp|4+}} encore plus petits. Pour comprendre l'organisation des atomes dans l'espace, il est donc intéressant de prendre comme réseau de référence le sous-réseau des anions oxygène. Dans la [[forstérite]] {{fchim|Mg|2|SiO|4}}, par exemple, les anions occupent les sites réguliers d'un réseau hexagonal quasi compact, les cations Mg{{exp|2+}} occupent un site octaédrique sur deux, et les cations Si{{exp|4+}} un site tétraédrique sur huit (la disposition des sites occupés est régulière)<ref>{{lien web| langue=en| url=https://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/solid-solutions/olivine.php| site=[[Université de Cambridge]]| titre=Olivine| consulté le=17 décembre 2022}}.</ref>.

== Notes et références ==
{{références}}

== Articles connexes ==
* [[Structure cristalline]]
* [[Défaut cristallin]]

{{portail|chimie|minéraux et roches}}

[[Catégorie:Cristallographie]]