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Les édifices ordonnés : les cristaux

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La formation et la structure d’un cristal

  • Dans l’eau, le chlorure de sodium est constitué d’ions sodium chargés positivement, d’ions chlorure chargés négativement et de molécules d’eau qui entourent chaque ion.
  • Lorsque l’eau s’évapore, la cristallisation intervient : les ions sodium et les ions chlorure s’associent dans un nouvel édifice pour maintenir la neutralité électrique.
  • La stabilité de l’édifice cristallin est assurée par une organisation permettant d’équilibrer les forces répulsives entre les ions de même charge et les forces attractives entre les ions de charges opposées.
  • Ainsi, le cristal est un empilement symétrique de mailles identiques avec une structure tridimensionnelle.

Caractérisation du type cristallin

  • La structure géométrique du cristal au niveau microscopique détermine donc son apparence au niveau macroscopique).
  • Pour déterminer le type cristallin d’une roche, il faut déterminer la forme géométrique de la maille et la position des éléments constituants cette maille, en analysant le réseau cristallin du cristal.
  • Les cristaux les plus simples possèdent une maille cubique.
  • Le type de maille a une influence sur la compacité du cristal et par conséquence sur sa masse volumique.
  • La taille des cristaux s’explique par les conditions physiques de la création du cristal.
    La taille des cristaux dépend ainsi de la vitesse de vaporisation : plus celle-ci est rapide, plus les cristaux sont petits.
  • Les différences de structure cristalline s’expliquent quant à elles par les conditions chimiques.
    Les interactions avec le milieu extérieur de croissance peuvent varier d’un endroit à un autre. La présence d’autres ions, ou encore la valeur du pH, modifie la distance entre chacun des ions dans la solution, ce qui a une influence sur les mailles du cristal créé.
  • La plupart des minéraux sont cristallisés.
    Dans les entrailles de la terre, les composés chimiques subissent des modifications de pression et de température.
  • Une roche peut ainsi contenir un ou plusieurs types de minéraux.
  • Certains solides ne présentent pas une structure ordonnée (cristalline). C’est le cas des verres, qui est un solide amorphe.
    Dans ce cas, l’empilement des entités chimiques se fait de manière aléatoire. Lors du refroidissement très rapide de la lave, les constituants n’ont pas le temps de s’organiser dans l’espace pour former des cristaux.
  • Les structures cristallines, très présentes dans le monde minéral, existent également dans certains éléments biologiques, tels que le squelette, les coquilles des œufs, ou encore, dans un contexte plus médical, les calculs rénaux.