Polymorphisme cristallin et mouvements moléculaires du cyclohexane

Laboratoire de Chimie Physique, Faculté des Sciences de Paris, Centre d'Orsay, France.

Résumé

Bien que beaucoup étudié par les cristallographes, les différentes structures proposées jusqu'à maintenant, exceptée celle d'oda, ne semblent pas décrire convenablement le cyclohexane solide entre 77 et 279 °K. Dans une première partie, nous montrons par une étude critique de diagrammes Debye-Scherrer effectués systématiquement en fonction de différents traitements thermiques, combien la nature cristalline du cyclohexane est liée à son histoire thermique.

Il nous est alors possible de démontrer qu'il existe trois formes cristallines : la forme I, stable entre 279 et 186 °K, s'identifiant avec celle d'oda, la forme II stable entre 186 et 77 °K, la forme III métastable entre environ 120 et 77 °K. Nous décrivons ensuite différentes tentatives pour élucider soit sur poudre, soit sur monocristal, la structure de ces trois formes en relation avec les mouvements des molécules.

Abstract

The polymorphism of solid cyclohexane is a matter of great interest for a number of scientists, but the previous results do not quite agree between them.

First, we show by a critical study of Debye-Scherrer diagrams that the crystalline state of cyclohexane is closely related to thermal treatments. Three distinct forms have appeared (I, II and III). I is stable between 279 and 186 °K; it is a cubic close packed structure (these results agree with Odfas). II is stable between 186 and 77 °K and III is metastable between about 120 and 77 °K.

Then, we describe several attempts to elucidate, either by powder or monocrystal techniques, the crystalline structures of I, II and III and the molecular motions in them.