CRISTAUX
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Le cristal caractérise la forme la plus ordonnée de la matière solide. Il correspond à une disposition très régulière des atomes dont une image est donnée par un empilement régulier de cubes identiques. À l'opposé, il existe des structures où aucun ordre ne semble imposer les positions atomiques ; c'est le cas des états vitreux. Si la matière cristallisée est très fréquente dans la nature, il faut noter que les dimensions des cristaux sont très variables. En dehors de certains cristaux d'origine géologique dont la taille peut dépasser le mètre, la matière condensée se présente plus fréquemment sous une forme dite polycristalline correspondant à un ensemble compact et désordonné de petits cristaux dont la taille individuelle peut être très inférieure au millimètre. La notion de cristal est néanmoins tout à fait pertinente dans ces cas, car chaque microcristal peut regrouper des milliards d'atomes rangés régulièrement. La description des cristaux se fait donc dans un cadre géométrique dont les fondements remontent à la fin du xixe siècle : la cristallographie. L'étude expérimentale des structures cristallines se fonde sur leurs propriétés particulières de diffraction des rayons et des particules. On utilise pour cela des sources de rayons X, de neutrons ou d'électrons. L'analyse des propriétés de diffraction d'un cristal permet, dans la plupart des cas, d'identifier la disposition géométrique des atomes et de distinguer leur nature. D'autres propriétés physiques, qui constituent souvent la base d'applications courantes (semi-conducteurs en microélectronique, écrans à cristaux liquides, etc.), peuvent être déduites de la connaissance de ces arrangements atomiques.
La cristallographie
La science des cristaux naît véritablement au xviiie siècle, lorsqu'elle se distingue de la minéralogie dont l'histoire, jalonnée par les noms d'Aristote, d'Avianne et de Georgius Agricola, est beaucoup plus longue. L'idée que toute matière, solide, liquide ou gazeuse, [...]
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Écrit par :
- Marc AUDIER : docteur, directeur de recherche au C.N.R.S.
- Michel DUNEAU : directeur de recherche au C.N.R.S.
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CRISTAUX - Synthèse des cristaux
Tenter d'imiter les plus belles pierres naturelles est un art ancien : Pline l'Ancien (23-79), dans son Histoire naturelle mentionnait déjà la fabrication des doublets (deux pierres ou verres accolés) pour ressembler aux gemmes les plus convoitées. L'alchimie occidentale est florissante aux xvie […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cristaux-synthese-des-cristaux/
AIGUE-MARINE
L'aigue-marine est la variété bleue et limpide du béryl, un cyclosilicate de béryllium. Sa couleur présente de nombreuses nuances en fonction de la provenance de la pierre : bleu pâle, bleu, bleu-vert. Pierre fine recherchée en joaillerie, elle est d'autant plus appréciée que sa couleur est d'un bleu soutenu. Son habitus (forme géométrique) en cristaux hexagonaux allongés aux faces basales parfoi […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/aigue-marine/#i_2731
ALLIAGES
Dans le chapitre « Superalliages » : […] Le développement des turboréacteurs d'avion a entraîné, dès la fin de la Seconde Guerre mondiale, l'élaboration d'alliages capables de résister à des efforts mécaniques intenses dans un domaine de température où tout ce qui était connu à l'époque avait une forte propension à fluer et/ou à s'oxyder de façon catastrophique. Dans le même temps, Superman devenait un héros de télévision, et certains […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/alliages/#i_2731
ALMANDIN
Nésosilicate de fer et d'aluminium, l'almandin est le grenat le plus commun. Il se présente sous forme de cristaux rhombododécaédriques, souvent centimétriques, de couleur rouge à rouge foncé avec des nuances violacées ou brunes. Formule : Fe 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 ; système : cubique ; dureté : 7-7,5 ; poids spécifique : 4,1-4,3 ; éclat : vitreux ; transparence : transparent à translucide ; cassure : […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/almandin/#i_2731
AMÉTHYSTE
Tectosilicate, l'améthyste est la variété gemme la plus prisée des nombreuses espèces du groupe du quartz auquel elle appartient. À l'état naturel, elle se reconnaît aisément par ses cristaux prismatiques pseudohexagonaux de couleur violacée, terminés à chaque extrémité par un rhomboèdre. La couleur va du violet lilas très clair au violet bleuâtre très foncé, en passant par des tons franchement […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/amethyste/#i_2731
AMPHIBOLES & PYROXÈNES
Dans le chapitre « Propriétés physiques » : […] Les pyroxènes cristallisent également soit dans le système orthorhombique, soit dans le système monoclinique. Leurs formes sont en général beaucoup plus trapues que celles des amphiboles, dont ils se distinguent par l'existence de deux clivages perpendiculaires assez grossiers. Les macles sont fréquentes, en gouttière ou en sablier. Les faces sont souvent très nettes dans les cristaux que l'on p […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/amphiboles-et-pyroxenes/#i_2731
APOPHYLLITE
L'apophyllite est un phyllosilicate. Cristallisant dans le système quadratique, ses cristaux se présentent sous la forme de prismes carrés, courts, tronqués, avec clivage basal à éclat nacré. C'est un minéral de couleur blanc, rose, jaune pâle ou vert. Les cristaux montrent deux clivages, dont l'un parfait. L'apophyllite a pour formule chimique KFCa 4 [Si 8 O 20 ], 8 H 2 O. Au sein de cette formu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/apophyllite/#i_2731
ARGENTITE
Sulfate d'argent, encore appelée improprement « galène argentifère » (la galène est le sulfure de plomb), l'argentite se présente sous forme de cristaux octaédriques plurimillimétriques de couleur gris de plomb à noirâtre souvent associés en agrégats ou en branches noduleuses. Elle montre parfois, selon son état de fraîcheur, un bel éclat métallique gris clair à bleuté. L'argentite peut, comme le […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/argentite/#i_2731
ATOME
Dans le chapitre « Atome et théorie du solide » : […] La théorie atomique et les méthodes de la mécanique quantique ont permis une description détaillée des propriétés de la matière à l'état solide. Les cristaux sont caractérisés par un arrangement très ordonné de leurs atomes tel qu'un réseau géométrique caractéristique se répète dans tout le cristal . Les corps amorphes (les verres par exemple) sont constitués d'atomes qui ne sont que localement or […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/atome/#i_2731
AZURITE
Carbonate hydraté de cuivre, l'azurite se présente en beaux cristaux d'un bleu outremer (d'où son nom) de formes prismatiques allongées ou tabulaires, aux faces finement striées, ou en agrégats sphériques ou en rosettes. Formule : Cu 3 (OH) 2 (CO 3 ) 2 ; système : monoclinique ; dureté : 3,5-4 ; poids spécifique : 3,7-3,9 ; éclat : vitreux ; transparence : transparent à opaque ; cassure : conchoï […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/azurite/#i_2731
BANDES D'ÉNERGIE THÉORIE DES
Dans un atome isolé, les électrons se répartissent, en obéissant au principe de Pauli, entre des niveaux d'énergie bien déterminés, pratiquement sans largeur. Quand on rapproche par la pensée N atomes (avec N ∼ 10 23 ) pour construire un solide et qu'on oublie l'interaction entre les atomes, on est en droit de dire que chaque n […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/theorie-des-bandes-d-energie/#i_2731
BARYTINE
Sulfate de baryum (BaSO 4 ) cristallisé dans le système orthorhombique. Les cristaux s'assemblent fréquemment en masses lamellaires, par suite du développement de la face (001) ; les cristaux prismatiques sont beaucoup plus rares. Le plus souvent, ce sont des amas granulaires, cryptocristallins. On connaît également des concrétions sphériques et ellipsoïdales à structure fibroradiée ou à structure […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/barytine/#i_2731
BÉNITOÏTE
Cyclosilicate de baryum et de titane, la bénitoïte est une pierre fine de collection se présentant sous la forme de cristaux triangulaires millimétriques à centimétriques d'un beau bleu azur, parfois veinés de passées blanches. formule : BaTi(SiO 3 ) 3 ; système : hexagonal (bipyramide ditrigonal) ; dureté : 6-6,5 ; poids spécifique : 3,6-3,7 ; éclat : vitreux ; transparence : transparente à tran […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/benitoite/#i_2731
BÉRYL
Cyclosilicate d'aluminium et de béryllium, le béryl se présente sous forme de cristaux hexagonaux lisses ou striés parallèlement à l'allongement. La base des cristaux est souvent plane (perpendiculaire à l'axe de symétrie 6) ou tronquée de faces pyramidales rarement complètes. Les cristaux sont généralement de taille centimétrique, mais on connaît aussi des formes géantes de béryl « pierreux », d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/beryl/#i_2731
BLENDE ou SPHALÉRITE
Sulfure de zinc, la blende, également appelée sphalérite, présente de nombreuses couleurs selon les quantités de fer, de manganèse, de cadmium ou de gallium qu'elle contient dans son réseau cristallin. Les variétés qui renferment le plus de fer – la christophite et la marmatite – sont brunes à noires . La blende pure peut cristalliser de belles formes centimétriques, dérivées du tétraèdre et du d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/blende-sphalerite/#i_2731
BRAGG sir WILLIAM HENRY (1862-1942) & sir WILLIAM LAWRENCE (1890-1971)
Physiciens britanniques, le père et le fils travaillent ensemble sur la diffraction des rayons X pour les cristaux et établissent, en 1912, la loi reliant la direction de diffraction aux distances entre plans réticulaires. Se servant de leur loi, ils étudient la structure des cristaux, en particulier les halogénures alcalins, ce qui leur valut le prix Nobel de physique en 1915. En 1935, sir Henry […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/bragg-sir-william-henry-et-sir-william-lawrence/#i_2731
BRAZILIANITE
Phosphate hydroxylé d'aluminium et de sodium, la brazilianite, de couleur jaune à jaune verdâtre, se présente en cristaux prismatiques centimétriques ainsi qu'en agrégats divergents souvent associés à la muscovite (un mica blanc). formule : NaAl 3 (PO 4 ) 2 (OH) 4 ; système : monoclinique ; dureté : 5,5 ; poids spécifique : 2,9-3 ; éclat : vitreux ; transparence : translucide à transparente ; cas […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/brazilianite/#i_2731
CARBONATES
Dans le chapitre « Calcite » : […] À la structure de ce minéral, qui vient d'être décrite (groupe de symétrie : 3̄ m) peuvent correspondre des formes cristallines très variées (près de 300 formes différentes ont été reconnues) et souvent très complexes. Les plus fréquentes sont celles du rhomboèdre, du prisme et du scalénoèdre ; toutes les combinaisons entre ces formes sont possibles. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/carbonates/#i_2731
CASSITÉRITE
Bioxyde d'étain, la cassitérite, de couleur jaunâtre, brun-rouge à noire, avec des bandes alternées dans un même cristal, se caractérise par sa forte densité, ses cristaux prismatiques bipyramidaux souvent agglomérés et maclés en « bec d'étain » (macle appelée aussi « visière »). Elle se présente aussi en aiguilles, en encroûtements brun-rouge et en masses fibroradiées dans les remaniements alluv […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cassiterite/#i_2731
CÉLESTITE ou CÉLESTINE
Souvent de teinte bleu ciel, d'où son nom (du latin caelestis ), la célestite (ou célestine) est un sulfate de strontium, de formule : SrSO 4 . Ce minéral constitue l'un des pôles d'une série isomorphe allant du strontium au baryum (sous sa forme sulfatée : BaSO 4 , barytine ), et présentant toutes les combinaisons intermédiaires. Le calcium se substitue […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/celestite-celestine/#i_2731
CHRYSOBÉRYL
Oxyde de béryllium et d'aluminium, le chrysobéryl (« béryl d'or », du grec chrusos , or, et bêrullos , béryl) est une pierre fine présentant à l'état naturel des cristaux prismatiques ou tabulaires, striés, de couleur jaune verdâtre, grise, brune, vert bleuté. Il est souvent maclé à deux individus, formant un « V » caractéristique, ou à trois individus, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/chrysoberyl/#i_2731
CIRCUITS INTÉGRÉS
Dans le chapitre « Le substrat » : […] Le substrat des circuits intégrés CMOS – c'est-à-dire la base sur laquelle ils sont construits – est en silicium. Cet élément est abondant à la surface de la Terre sous forme de sable (silice et silicates). Pour pouvoir être utilisable dans ce secteur de l'industrie, il doit être parfaitement purifié et mis sous forme de galette monocristalline. Cette dernière représente en fait un cristal de sil […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/circuits-integres/#i_2731
CLINOCHLORE
Minéral vert de la famille des chlorites, typiquement monoclinique, d'où son nom, le clinochlore est un aluminosilicate hydraté. Bien qu'à l'analyse chimique, les pourcentages en oxydes puissent varier, sa formule chimique peut s'écrire : (Mg,Al) 3 Mg 3 [Si 3 AlO 10 (OH) 2 ](OH) 6 . Il peut contenir sous forme d'impuretés Ca, Mn et Cr. On en connaît deux variétés ; l'une pauvre en fer, blanchâtre, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/clinochlore/#i_2731
CORROSION
Dans le chapitre « Processus de l'oxydation » : […] Lorsqu' un métal est placé dans une atmosphère gazeuse, il y a adsorption du gaz à la surface selon un mode qui varie avec les conditions : aux basses températures, il y a adsorption physique, caractérisée par la fixation d'oxygène moléculaire grâce aux forces de Van der Waals ; l'adsorption chimique, qui se produit aux températures intermédiaires et élevées, est caractérisée par la fixation d'at […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/corrosion/#i_2731
COULEUR DES MINÉRAUX
Dans le chapitre « Causes atomiques » : […] Bien qu'il s'agisse toujours du même processus, il y a lieu de distinguer plusieurs cas. Dans un atome, les niveaux d’énergie sur lesquels vont pouvoir se placer les électrons sont nettement séparés les uns des autres et, en général, multiples. Dans un cristal, en revanche, on aura soit des niveaux groupés en bandes continues, dont la largeur atteint facilement quelques électronvolts (c'est-à-dir […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/couleur-des-mineraux/#i_2731
DIAMANT
Connu en Inde dès la fin du II e millénaire avant J.-C., le diamant est le plus dur des matériaux connus. Cette dureté exceptionnelle en fait l'un des minéraux les plus recherchés et les plus prestigieux. Deux types d'utilisation permettent de distinguer le diamant de joaillerie et le diamant industriel. L'un, réservé à la parure, représente 20 p. 100 en volume et 75 p. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/diamant/#i_2731
DIFFRACTION DES RAYONS X
La thèse de William Lawrence Bragg (1890-1971), publiée en 1913 dans les comptes-rendus de la Cambridge Philosophical Society et titrée Diffraction d'ondes courtes électromagnétiques par un cristal , marque la naissance de l'étude moderne des solides, et en particulier des cristaux. Après ses études à Adélaïde en Australie (sa ville natale), puis à l'université de Cambridge […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/diffraction-des-rayons-x/#i_2731
ÉMERAUDE
L'émeraude est la variété verte et limpide du béryl, un cyclosilicate de béryllium. Elle est une des quatre pierres précieuses avec le diamant, le rubis et le saphir, ces deux derniers étant les variétés gemmes du corindon. Sa dureté, son habitus (forme cristalline) en cristaux prismatiques hexagonaux et allongés, lisses ou finement striés selon l'allongement, ses fréquentes inclusions et sa coul […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/emeraude/#i_2731
ÉPIDOTES
Ainsi nommées (du grec épidosis , accroissement) pour rappeler que les sections transversales des cristaux sont souvent parallélépipédiques, les épidotes forment un vaste groupe d'espèces minérales, se différenciant par leur composition chimique et le type de cristallisation. Ce sont des sub-sorosilicates, c'est-à-dire qu'en plus du doublet de tétraèdres silice-oxygène, de fo […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/epidotes/#i_2731
ÉPITAXIE
Phénomène d'orientation mutuelle de cristaux de substances différentes dû à des analogies étroites dans l'arrangement des atomes des faces communes. Les lois de l'épitaxie ont été énoncées en 1928 par L. Royer. L'épitaxie n'est possible que s'il existe une maille plane, simple ou multiple simple, quasi identique en forme et en dimensions dans les deux réseaux et si les ions du cristal orienté, qui […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/epitaxie/#i_2731
EPSOMITE
Se présentant généralement en croûtes, en efflorescences ou en groupements de fines aiguilles, ce sulfate de magnésium hydraté cristallise dans le système orthorhombique. Les cristaux peuvent paraître tétragonaux de par la présence d'un angle voisin de 90 0 entre les faces du prisme. La cassure est conchoïdale. L'epsomite, comme d'autres minéraux solubles avides d'eau, pe […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/epsomite/#i_2731
EUROPEAN XFEL (laser européen à électrons libres et à rayons X)
Dans le chapitre « Une tradition institutionnelle scientifique et technologique en matière de rayons X » : […] En biologie, les rayons X sont depuis le milieu du xx e siècle au cœur des méthodes utilisées pour déterminer la structure dans l’espace de macromolécules comme les protéines et l’ADN (1953). Ces études sont le plus souvent statiques : l’objet observé n’est pas en mouvement si ce n’est celui de sa rotation lente devant la source de rayons X ; el […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/european-xfel/#i_2731
FELDSPATHS
Dans le chapitre « Propriétés physiques » : […] Les cristaux de feldspaths sont souvent visibles à l'œil nu et peuvent atteindre des dimensions de l'ordre du décimètre, avec des formes cristallines généralement nettes lorsqu'ils sont dégagés par l'érosion ou développés dans des druses. La dureté est voisine de 6-6,5 ; la densité est faible et varie entre 2,5 et 2,8 suivant la composition chimique ; il en est de même pour les indices optiques m […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/feldspaths/#i_2731
FERRO-ÉLECTRICITÉ
Les corps ferro-électriques sont une classe de diélectriques solides, dont l'étude s'est développée depuis 1945. L'intérêt de ces matériaux n'est pas seulement théorique ; leur très grande constante diélectrique, leurs propriétés non linéaires, tant électriques qu'optiques, sont exploitées dans de nombreuses applications (condensateurs, transducteurs, doubleurs de fréquences, etc.). Leurs proprié […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ferro-electricite/#i_2731
FRIEDEL GEORGES (1865-1933)
Né à Mulhouse en 1865, le cristallographe et géologue Georges Friedel était le fils de Charles Friedel (1832-1899), chimiste de renom. Un des premiers élèves de l'École alsacienne fondée à Paris sur des principes libéraux par son père et le chimiste Philippe de Clermont, il entre à l'École polytechnique en 1885 après un passage par le lycée Louis-le-Grand. Il épouse Hélène Berger-Levrault, fille d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/georges-friedel/#i_2731
GARNIÉRITE
Phyllosilicate du groupe de l'halloysite découvert par l'ingénieur français Garnier dans les minerais nickélifères de Nouméa, en Nouvelle-Calédonie. La garniérite a pour formule chimique : (Ni,Mg) 3 [Si 2 O 5 ](OH) 4 . Sa composition est variable, avec généralement 20 à 30 p. 100 de nickel, et jusqu'à 15 p. 100 de magnésium (sous forme de mélange isomorphe avec NiO). Son système cristallin est inc […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/garnierite/#i_2731
GÉODES ou DRUSES
Ce sont des cavités rocheuses de taille très variable (du millimètre au mètre) sur les parois desquelles se sont formés des agrégats de cristaux en excroissance. Les cristaux ont pris naissance à partir de germes cristallins situés sur les parois des cavités ; plus tard, gênés dans leur développement, ils n'ont pu s'accroître que dans une direction de l'espace souvent normale aux parois, suivant l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/geodes-druses/#i_2731
GLACE
Dans le chapitre « Réseau cristallin de la glace I » : […] La diffraction des rayons X et la spectroscopie montrent que, dans le minéral glace ordinaire (glace Ih), chaque atome d'oxygène se trouve au centre d'un tétraèdre régulier formé par les quatre atomes d'oxygène les plus proches, situés à 0,2767 nm, auxquels il est lié par l'intermédiaire des liaisons hydrogène. L'angle entre deux liaisons hydrogène est de 109,47 0 . Cette […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/glace/#i_2731
GLAUCONITE
Aluminosilicate ferromagnésien hydraté, de formule (K, Na)(Fe 3+ , Fe 2+ , Al, Mg) 2 3[Si 3 (Si,AL)O 10 ](OH) 2 ,4 H 2 O, la glauconite se cristallise dans le système monoclinique ; elle est rarement observée en petits cristaux hexagonaux, mais plutôt en petits grains arrondis ou en sphérules d'un diamètre allant de 1 à quelques millimètres. Sa c […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/glauconite/#i_2731
GRAPHÈNE
Dans le chapitre « Stabilité surprenante et propriétés mécaniques exceptionnelles » : […] La stabilité du graphène a surpris les physiciens. En effet, la théorie prévoit que les cristaux à deux dimensions (c'est-à-dire des cristaux plans avec une épaisseur de seulement un atome) ne peuvent exister, à moins qu'ils soient de taille limitée ou qu'ils contiennent de nombreux défauts cristallins, ce qui n'est pas le cas du graphène. Des membranes de graphène suspendues ont été réalisées, ce […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/graphene/#i_2731
GRENATS
Dans le chapitre « Structure cristalline » : […] C'est la structure cristalline qui détermine la nature des interactions magnétiques. La structure grenat se classe dans l'holoèdre du système cubique appartenant au groupe d'espace I à 3d-O h 10 . Chaque cellule unité contient huit unités de formule A 3 B 2 C 3 O 12 . Les atomes métalliques (cations) A, B et C se trouvent dans des sites cristallographiques bien définis, en […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/grenats/#i_2731
GROSSULAIRE
Nésosilicate de calcium et d'aluminium, le grossulaire est le grenat calcique le plus commun. Il se présente sous forme de cristaux rhomboédriques, souvent centimétriques, de couleur jaunâtre, verte, rose à orangée , mais non rouge. Formule : Ca 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 ; système : cubique ; dureté : 7-7,5 ; poids spécifique : 3,6-3,7 ; éclat : vitreux ; transparence : transparent à translucide ; cassur […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/grossulaire/#i_2731
GYPSE
Sulfate hydraté de calcium, le gypse est un minéral très commun des séries sédimentaires. S'il peut cristalliser sous des formes très diverses et présenter des teintes variées (incolore, blanc, de gris à noir, de jaunâtre à jaune miel, de marron à brun, de rose à rouge foncé...), son identification est toutefois assez aisée : la rayure avec l'ongle et son clivage lamellaire très facile (les feuill […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/gypse/#i_2731
HAÜY RENÉ JUST (1743-1822)
Ce fut sans conteste un fondateur, mais dans un domaine moins accessible au grand public que celui où son frère cadet Valentin s'illustra au service des aveugles. L'abbé René Just Haüy a créé la cristallographie rationnelle dans le même temps où Lavoisier révolutionnait la chimie. Rapprocher ces deux noms n'est pas sacrifier à la coïncidence de leurs dates de naissance. Issus de préoccupations dis […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/rene-just-hauy/#i_2731
HELVITE
Tectosilicate de formule (Mn,Fe,Zn) 8 [BeSiO 4 ] 6 S 2 , ce minéral contient 13,6 p. 100 de BeO et jusqu'à 15 p. 100 de FeO et de 20 à 30 p. 100 de ZnO (genthelvite). L'helvite cristallise dans le système cubique, en hexatétraèdres, et se rencontre sous forme de cristaux tétraédriques ou de masses concrétionnées sphériques. De couleur jaune, jaune-brun, brun-rouge, plus rarement verte, elle est se […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/helvite/#i_2731
HÉMATITE ou OLIGISTE
Oxyde de fer, l'hématite, encore appelée oligiste, est un minéral très répandu à la surface de la Terre et son identification est aisée. Elle présente un éclat métallique noir avec des reflets rouges caractéristiques et, surtout, elle donne, lorsqu'elle est rayée à la lime, une poudre rouge qui permet de la distinguer sans ambiguïté des autres minéraux lui ressemblant. Ses cristaux sont trapus et […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hematite-oligiste/#i_2731
HÉMIMORPHITE
Les mineurs appellent indifféremment calamine les divers composés oxydés du zinc. Toutefois, les minéralogistes français réservent cette appellation au silicate de zinc hydraté, l'hémimorphite, dont la formule chimique est SiO 2 , 2 ZnO, H 2 O. Souvent la calamine du mineur n'est pas de l'hémimorphite, mais de la smithsonite. Le terme de calamine peut donc prêter à confusion et on doit lui préfére […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hemimorphite/#i_2731
HYPERSONS
On appelle hypersons ou ondes hypersonores les ondes acoustiques ou élastiques cohérentes dont la fréquence est supérieure à 10 9 Hz. La structure périodique de la matière et l'ordre de grandeur des dimensions atomiques limitent leur fréquence maximale possible aux environs de 10 13 Hz. La longueur d'onde des hypersons varie de quelques microm […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hypersons/#i_2731
IMAGERIE TÉRAHERTZ
Dans le chapitre « L’interaction du rayonnement THz avec les matériaux » : […] L’énergie des photons du rayonnement THz – entre 0,4 et 40 milliélectronvolts – est trop faible pour provoquer des transitions entre les états électroniques atomiques ou moléculaires (de l’ordre de 1 électronvolt) ou avec les énergies de vibration moléculaire (de l’ordre de 60 milliélectronvolts). L’intérêt des rayons THz vient de ce qu’ils interagissent de façon très spécifique, principalement a […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/imagerie-terahertz/#i_2731
INCLUSIONS, physique du solide
Presque tous les cristaux comportent des lacunes de cristallisation ou des cavités remplies par des corps à l'état gazeux, liquide ou solide. Ces inclusions sont connues depuis très longtemps puisque H. Sorby en donne les premières descriptions dès le début du xix e siècle, mais ce n'est que vers les années cinquante et sous l'impulsion de cherch […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/inclusions-physique-du-solide/#i_2731
INCLUSIONS FLUIDES
Parmi les processus ayant donné lieu à la formation des roches dans l'écorce terrestre, il en est un qui est très important pour la genèse de certains gisements métallifères : c'est la croissance de minéraux à partir d'une phase fluide. Dans ce cas, lorsqu'un cristal se développe, il est fréquent qu'il emprisonne dans des lacunes de cristallisation de petites quantités de la phase fluide avec ses […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/inclusions-fluides/#i_2731
INTERFACES
Dans le chapitre « Interface solide-solide » : […] Les atomes des solides cristallisés présentent un arrangement périodique qui peut se poursuivre jusqu'aux limites du solide. C'est le cas d'un monocristal. Mais il y a le plus souvent juxtaposition de plusieurs cristaux d'orientation différente appelés grains. L'interface de raccordement est le joint de grains. Certains corps purs (fer, étain...) et certains composés (silice, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interfaces/#i_2731
IONIQUES STRUCTURES
Si la présence d' ions au sein de solutions salines ou de sels fondus semblait depuis longtemps bien établie, notamment par des études de conductivité électrique, l'extension de la notion d'ion à l'édifice cristallin reposait par contre sur un postulat dont le succès résidait essentiellement dans l'obtention par le calcul, pour les énergies réticulaires de certains types de cristaux, de valeurs t […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/structures-ioniques/#i_2731
ISOTROPIE & ANISOTROPIE
Au sens général du terme, une grandeur physique (macroscopique ou microscopique) est anisotrope, ou isotrope, selon qu'elle dépend ou non de la direction suivant laquelle on la mesure. Ainsi, la densité d'un corps homogène ou la fonction de distribution des vitesses à l'équilibre thermodynamique sont des grandeurs isotropes, tandis que cette même fonction de distribution en […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/isotropie-et-anisotropie/#i_2731
JADES
Le jade présente une coloration dans la gamme des verts, allant du vert émeraude au vert pâle ; il peut être blanc ou, plus rarement, rouge brun, jaune, gris, parfois tacheté. Il est utilisé depuis la préhistoire : on le taillait alors pour fabriquer des armes et des outils en raison de sa dureté. Mais le jade est surtout connu pour les bijoux et les objets décoratifs de grande valeur que l'art o […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/jades/#i_2731
LASERS
Dans le chapitre « Les lasers à néodyme dans des cristaux » : […] Le néodyme (Nd) est une « terre rare » dont les atomes permettent un pompage « à quatre niveaux » vers un niveau supérieur E 2 (en fait un groupe de niveaux d'énergies allant de 600 à 850 nanomètres ; 1 nm = 10 —9 mètre). L'inversion de population apparaît entre deux niveaux d'écart correspondant à 1 064 nm. Les atomes de néodyme sont généralement […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lasers/#i_2731
LAZURITE ET LAPIS-LAZULI
Tectosilicate de calcium et de sodium, la lazurite (de l'arabe lazavard , ciel) est un feldspathoïde, c'est-à-dire un minéral voisin du feldspath (minéral essentiel des roches magmatiques) mais moins riche en silice. Elle se caractérise par une couleur bleu azur foncé à bleu-violet et par son association fréquente avec la pyrite et la calcite. Avec ces deux derniers minéraux […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lazurite-et-lapis-lazuli/#i_2731
LIAISONS CHIMIQUES - Liaison et classification
Dans le chapitre « L'état cristallin » : […] Par abaissement de la température, les diverses particules constituant un gaz ou un liquide s'immobilisent, c'est la solidification. L'état ainsi obtenu est macroscopiquement caractérisé par sa rigidité. Deux cas se présentent : les particules se disposent ou bien au hasard formant un verre, ou bien dans un ordre déterminé, formant un cristal. Malgré la diversité apparente des cristaux, il n'y a l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/liaisons-chimiques-liaison-et-classification/#i_2731
LUMINESCENCE
Dans le chapitre « Cas de la luminescence cristalline » : […] Quand on passe de l’atome au cristal (ensemble d’atomes ou de molécules ordonnés), le degré de complexité augmente fortement puisqu’il faut raisonner sur l’ensemble des atomes en interaction et non sur des atomes indépendants. On ne parle plus de niveaux d’énergie, mais de bandes d’énergie. Dans un cristal parfait, on a une succession de bandes d’énergie permises séparées par des bandes interdit […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/luminescence/#i_2731
MAGNÉTISME
Dans le chapitre « La diffraction neutronique » : […] En raison de la dualité onde-corpuscule, un faisceau de neutrons envoyé sur un matériau cristallin subit un phénomène de diffraction analogue à celui des rayons X. Dans le cas des neutrons, l'interaction responsable de la diffraction a deux origines. D'une part, il existe une interaction de contact neutron-noyau qui donne lieu à des diagrammes de diffraction caractéristiques de la structure cris […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetisme/#i_2731
MAGNÉTITE
Oxyde de fer, la magnétite (du grec magnès , aimant) doit son nom à sa principale caractéristique : c'est un aimant naturel. La forme de ses cristaux permet également de la distinguer aisément, ceux-ci se présentant généralement en octaèdres, en dodécaèdres ou en rhomboèdres parfaits, dérivant d'un habitus cubique sous lequel on rencontre rarement cette espèce minérale. Les […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetite/#i_2731
MARCASSITE ou MARCASITE
Bisulfure de fer, la marcassite peut être fréquente dans certaines roches sédimentaires. Assez rare en cristaux isolés, elle présente alors une forme tabulaire allongée ou parfois prismatique, à l'éclat métallique argenté. Le plus souvent les cristaux sont associés en un ensemble complexe de macles multiples en « crêtes de coq » ou en « pointes de flèche » sur lesquels se plaquent parallèlement b […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/marcassite-marcasite/#i_2731
MASER
Dans le chapitre « Masers à l'état solide » : […] Dans le maser à trois niveaux, le plus utilisé, les états d'énergie sont déterminés par les propriétés de solutions diluées d'ions paramagnétiques dans un réseau cristallin . La séparation des niveaux est ajustée par l'action d'un champ magnétique appliqué extérieurement au cristal. Considérons trois niveaux dans la substance paramagnétique. Leurs populations sont distribuées selon la loi de Bolt […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/maser/#i_2731
MATIÈRE (physique) - États de la matière
Dans le chapitre « La richesse des états de la matière » : […] La thermodynamique peut donc s'appliquer à des propriétés très différentes du caractère fluide ou solide d'un corps et, partant, va permettre l'exploration d'états nouveaux d'un système. Ces états constituent autant d'aspects intéressants de « manière d'être » pertinente de la matière, et le xx e siècle verra une explosion de sujets relatifs à ce […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-etats-de-la-matiere/#i_2731
MATIÈRE (physique) - État solide
Dans le chapitre « Les solides ioniques » : […] Le prototype des cristaux ioniques est le sel gemme, NaCl, qui appartient à la famille des halogénures alcalins (NaCl, KCl, CsCl, KBr, etc.). Ces cristaux sont obligatoirement construits à partir de deux atomes différents : un atome monovalent (ne possédant qu'un électron de valence faiblement lié), comme le sodium ou le potassium, et un atome auquel il manque un électron pour que sa couche de va […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-etat-solide/#i_2731
MATIÈRE (physique) - Transitions de phase
Dans le chapitre « Polymorphisme cristallin » : […] Les transitions entre variétés cristallines différentes d'un même corps pur sont, elles aussi, des transitions sans paramètre d'ordre. À une température et à une pression déterminées, la phase la plus stable est celle dont le potentiel thermodynamique est le plus bas. La variation de volume qui accompagne une transition entre deux formes cristallines différentes étant, en général, très faible, on […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-transitions-de-phase/#i_2731
MÉTALLOGRAPHIE - Essais physiques
Les principales caractéristiques physiques, en tout cas celles d'usage le plus courant, concernent respectivement la dilatation, la résistivité électrique, la capacité thermique massique, la conductivité thermique, les propriétés magnétiques, le pouvoir thermoélectrique. La mesure des variations de ces caractéristiques permet de déduire des informations concernant les évolutions structurales des […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/metallographie-essais-physiques/#i_2731
MÉTAUX - Métaux alcalins
Dans le chapitre « Les composés alcalins » : […] La stabilité des hydrures alcalins croît avec le numéro atomique. L'hydrure de lithium possède une stabilité exceptionnelle. Fondu, il conduit l'électricité et, par électrolyse, on recueille de l'hydrogène à l'anode, ce qui permet d'affirmer l'existence d'une structure Li + H - . Ce composé s'obtient facilement en faisant passer un courant d'hydrog […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/metaux-metaux-alcalins/#i_2731
MÉTAUX - Superplasticité des métaux
Dans le chapitre « Influence de l'état structural du matériau » : […] Les matériaux cristallins qui présentent un comportement superplastique sont assez nombreux : le tableau en donne quelques exemples. Ils ne sont capables de ce comportement que s'ils présentent naturellement, ou si on leur confère volontairement, une structure micrographique singulière par un traitement thermique convenable. Cette structure est constituée de grains équiaxes très petits (de l'ord […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/metaux-superplasticite-des-metaux/#i_2731
MICROSCOPE POLARISANT
Le microscope polarisant reste l'outil de travail essentiel des pétrographes. Son emploi permet de reconnaître les divers éléments constitutifs des roches et d'étudier leurs caractères, de définir leurs rapports mutuels (texture) et leur orientation (fabrique), et surtout de déterminer avec précision les minéraux, même de très petites dimensions. Les échantillons doivent être taillés en lames de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/microscope-polarisant/#i_2731
MICROSCOPIE
Dans le chapitre « Observation des protéines » : […] La structure de nombreuses protéines a pu être déterminée à partir d'images de coloration négative. Les molécules sont vues individuellement, et des traitements statistiques permettent de les aligner, de réaliser des « moyennages » d'images à partir desquelles des reconstructions tridimentionnelles peuvent être faites si l'on dispose d'images inclinées. Ces méthodes de tomographie ont permis d'obt […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/microscopie/#i_2731
MOLÉCULE
Dans le chapitre « L'édifice moléculaire fonction de l'état physique » : […] Quant aux électrons, ils suivent des trajectoires très compliquées qu'il n'est pas possible de décrire analytiquement. Étant donné leur vitesse, tout se passe à notre échelle comme si l'espace autour des noyaux était rempli par une densité continue d'électricité négative. C'est précisément cette densité que permet de calculer la mécanique quantique. L'analyse de cette densit […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/molecule/#i_2731
MÖSSBAUER EFFET
Dans le chapitre « L'origine physique de l'effet Mössbauer » : […] Lorsqu'un noyau libre émet par désexcitation un photon gamma, il acquiert une énergie cinétique de recul E R = E 0 2 / 2 mc 2 , E 0 étant l'énergie de la transition nucléaire considérée, m la masse du noyau et c la vitesse de la lumière. D'après le principe de conservation de l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-mossbauer/#i_2731
NEIGE
Dans le chapitre « Métamorphoses de la neige sèche » : […] La neige est un matériau en constante évolution, qui se transforme sous les effets de son propre poids et sous ceux des différents paramètres météorologiques, comme la température, l’humidité ou la pluie. On parle alors de métamorphose. Lorsque la température reste inférieure à 0 0 C, on dit que la neige est sèche. Deux phases de l’eau ( vapeur et solide) sont alors en […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/neige/#i_2731
OLED (organic light emitting diode) ou DIODE ÉLECTROLUMINESCENTE ORGANIQUE
Les diodes électroluminescentes organiques, plus connues sous le sigle OLED ( o rganic l ight- e mitting d iode ), sont des composants électroniques qui émettent de la lumière s […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/oled-diode-electroluminescente-organique/#i_2731
OPTIQUE - Optique non linéaire
Dans le chapitre « Création de deuxième harmonique » : […] Lorsqu'un faisceau laser de fréquence ω 1 est incident sur un matériau non linéaire possédant un χ (2) non nul, il donne naissance à une polarisation non linéaire de fréquence ω 2 = 2 ω 1 . Cette polarisation rayonne une onde de fréquence 2 ω 1 : c'est la génération de second harmonique. Si on suppose que l'onde laser est une onde plane monochromatique, on peut résou […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/optique-optique-non-lineaire/#i_2731
OPTIQUE CRISTALLINE - Diffraction par les cristaux
Le phénomène de diffraction de la lumière par un réseau est bien connu. Il suffit, pour s'en convaincre, de regarder la lumière d'une lampe à travers un voilage. Pour que ce phénomène soit important, il faut que la longueur d'onde du rayonnement et le pas du réseau soient du même ordre de grandeur. La propriété caractéristique de la matière cristallisée est d'être la répétition d'un motif atomiqu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/optique-cristalline-diffraction-par-les-cristaux/#i_2731
OPTIQUE CRISTALLINE - Principes physiques
L'optique cristalline englobe, à l'heure actuelle, non seulement l'optique des cristaux, mais aussi celle des corps liquides, solides ou gazeux dont l'arrangement atomique présente une asymétrie. On qualifie d'« isotrope » un corps qui a les mêmes propriétés dans toutes les directions. Dans les diélectriques, la permittivité ε est une constante, et l'induction électrique D est toujours parallèl […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/optique-cristalline-principes-physiques/#i_2731
ORPIMENT
Sulfure d'arsenic, l'orpiment est un minéral facilement reconnaissable par sa couleur jaune doré à jaune orangé, son clivage très facile en plaques transparentes et flexibles, rappelant celui des micas, et par sa faible dureté, permettant de le rayer avec l'ongle. Les cristaux se présentent le plus souvent en amas entremêlés, foliacés ou fibreux, ou en rognons à structure rayonnante ; les masses […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/orpiment/#i_2731
OXYDES ET HYDROXYDES NATURELS
Une trentaine d'éléments (métaux et métalloïdes) forment avec l'oxygène et le groupe hydroxyle (OH) des minéraux que l'on range dans la classe des oxydes et des hydroxydes. La majeure partie de ces minéraux, très importants au point de vue économique, est concentrée dans les zones superficielles de l'écorce terrestre. Si la genèse de nombreux oxydes peut être de type endogène ou sédimentaire, c'e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/oxydes-et-hydroxydes-naturels/#i_2731
PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Détecteurs de particules
Dans le chapitre « Détection des photons différés dans des milieux scintillateurs » : […] Le scintillateur est un élément dans lequel une particule provoque l'émission de lumière détectée par une cellule photo-électrique sensible, le photomultiplicateur, capable en général de fournir une impulsion électrique pour chaque photon absorbé par effet photo-électrique sur une surface photosensible (fig. 10) . Les scintillateurs peuvent être solides, liquides, ou gazeux. Les scintillateurs ino […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-detecteurs-de-particules/#i_2731
PASTEUR LOUIS (1822-1895)
Dans le chapitre « Pasteur chimiste : la recherche fondamentale » : […] Dans la famille de Pasteur, on était patriote et même nationaliste. Son père, Jean-Joseph Pasteur, conscrit en 1811, avait fait la guerre d'Espagne dans les armées napoléoniennes. Sergent-major, il était chevalier de la Légion d'honneur. Après les Cent-Jours, il dut ouvrir à Dôle, dans le Jura, une tannerie pour permettre à sa famille de vivre dans une modeste aisance. Louis Pasteur naquit à Dôle […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/louis-pasteur/#i_2731
PÉROVSKITES
Les pérovskites sont des cristaux très courants dans le manteau inférieur de la Terre . Leurs propriétés électroniques particulières permettent d’envisager leur utilisation dans l’élaboration de nombreux composants en microélectronique, en particulier dans le domaine des cellules photovoltaïques pour l’utilisation de l’énergie solaire. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/perovskites/#i_2731
PHONON
Dans le chapitre « Détermination des courbes de dispersion ω(k) » : […] Pour déterminer les courbes de dispersion, on fait interagir le cristal avec un rayonnement externe (rayons X, lumière, neutrons). Les neutrons, par exemple, voient le cristal et ses mouvements, par l'intermédiaire de leurs interactions avec le noyau ; au cours de l'interaction, le neutron ou le photon peut absorber (ou émettre) un phonon : on dit que la particule incidente est diffusée inélastiq […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/phonon/#i_2731
PHOTOGRAPHIE - Procédés argentiques
Dans le chapitre « Les halogénures d'argent » : […] Les halogénures d'argent se présentent sous la forme d'ions organisés dans des structures cristallines (photo 1 ). Leur photosensibilité repose, pour une large part, sur des imperfections physiques et chimiques. Paradoxalement, un cristal parfait ne peut pas être le siège d'une activité photographique ; inversement, un cristal dont la structure est altérée par un nombre excessif de défauts n'est […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/photographie-procedes-argentiques/#i_2731
PHOTOVOLTAÏQUE
Dans le chapitre « Cellule photovoltaïque à base de silicium » : […] Nous considérerons successivement le silicium en fonction de son état cristallographique en allant de la forme la plus ordonnée (monocristalline) jusqu'à l'état le moins structuré, c'est-à-dire amorphe. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/photovoltaique/#i_2731
PIÉZO-ÉLECTRICITÉ
La piézo-électricité est un phénomène propre à certains types de cristaux (le quartz est le plus connu) ou de céramiques anisotropes. Il apparaît à la surface de ces corps, quand on les soumet à des pressions, des charges électriques (effet « direct »). Inversement, l'application d'une tension électrique sur ces mêmes surfaces donne lieu à une modification des dimensions des cristaux (effet « in […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/piezo-electricite/#i_2731
PLUTONIUM
Dans le chapitre « Allotropie » : […] À l'état solide, le plutonium existe sous six phases solides différentes : a ) Jusqu'à 110 0 C, sa structure cristalline (phase α) est monoclinique ( a = 0,618 3 nm ; b = 0,482 2 nm ; c = 1,096 3 nm ; β = 101 0 ). Il se présente sous la forme d'agrégats de m […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/plutonium/#i_2731
POLYXÈNE
Solution solide formée de nombreux complexes isomorphes, qui contient en moyenne 83 p. 100 de platine, 10 p. 100 de fer, jusqu'à 7 p. 100 d'iridium, et des traces de palladium, de rhodium, de cuivre et de nickel ; on nomme souvent platine natif ce système minéral. Le polyxène cristallise dans le système cubique à faces centrées. Les cristaux sont peu fréquents et s'observent habituellement sous fo […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/polyxene/#i_2731
PREHNITE
Phyllosilicate de calcium et d'aluminium, la prehnite, minéral répandu, cristallise en masses botryoïdes (en forme de grappes), les associations maclées formant des agrégats en éventail ou en rosette dont les surfaces sont limitées par des arêtes courbes caractéristiques. Elle apparaît aussi en masses microcristallines ou stalactitiques. Les cristaux isolés sont rares, parfois de taille centimétr […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/prehnite/#i_2731
PRESSIONS PHYSIQUE & CHIMIE DES HAUTES
Dans le chapitre « Transformations polymorphiques des solides » : […] Dans un solide, les atomes occupent des positions régulièrement distribuées, mais plusieurs arrangements sont possibles et l'effet de la pression sera de provoquer le passage vers les arrangements les plus compacts. Il s'agit donc de transformations cristallographiques dont le nombre peut être relativement élevé, comme le montre la figure qui représente une partie du diagramme de phases de l'eau […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/physique-et-chimie-des-hautes-pressions/#i_2731
PURETÉ, chimie
« Tout est mélange », a-t-on envie d'écrire. Le corps pur s'apparente à une conjecture, et n'admet de définition qu'opératoire. N'est-il qu'un inaccessible idéal, éloigné de toute réalité ? Ce n'est pas aussi tranché. Le cristal vient infirmer un pessimisme aussi radical. Il suffit pour s'en convaincre de rappeler une observation simple : parfois, du sucre cristallise dans un pot de confiture. L […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/purete-chimie/#i_2731
PYRITE
Bisulfure de fer, la pyrite est un minéral très répandu et présent dans de nombreux types de roche. Sa détermination est relativement facile en raison de sa couleur jaune laiton, de son éclat métallique et de la géométrie de ses cristaux fréquents dérivée du cube : cubique pure (forme rare) ou pentagonododécaédrique, cette dernière forme étant typique de ce minéral et, pour cela, appelée pyritoé […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pyrite/#i_2731
QUANTIQUE PHYSIQUE
Dans le chapitre « Effets quantiques microscopiques » : […] Pour éviter toute confusion, on peut rappeler le vocabulaire : les plus petits constituants de la matière sont les particules élémentaires (photons, électrons, quarks, gluons, etc.). Les protons et neutrons (états liés de quarks et de gluons) s'assemblent pour former les noyaux d'atomes. Entourés d'électrons, ces noyaux forment des atomes, lesquels s'assemblent en molécules . […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/physique-quantique/#i_2731
QUASI-CRISTAUX
Dans le chapitre « Phases approximantes et défauts » : […] La théorie mathématique sur les structures quasi périodiques permet, de plus, de prévoir l’existence de défauts structuraux particuliers (appelés défauts de phasons), ainsi que des transitions structurales réversibles avec des phases cristallines particulières. Ces défauts et ces transitions ont été observés expérimentalement. Les diagrammes de phase des alliages ternaires sont en effet particuli […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/quasi-cristaux/#i_2731
RÉALGAR
Sulfure d'arsenic, le réalgar se caractérise, d'une part, par des cristaux prismatiques, parfois centimétriques, striés parallèlement à l'axe d'allongement, d'une belle couleur rouge rubis lorsqu'ils sont frais, et, d'autre part, par une faible dureté, l'ongle le rayant facilement. Le réalgar se présente aussi en masses compactes millicristallines ou en encroûtements. formule : AsS (70,1 p. 100 d' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/realgar/#i_2731
ROCHES (Formation) - Pétrologie
Dans le chapitre « Textures et structures » : […] En tout état de cause, la formation et l'évolution d'une roche sont des phénomènes hors d'équilibre, même si on peut fréquemment les assimiler à une succession d'états d'équilibre limités dans le temps et dans l'espace. C'est ainsi que la superposition, dans un même échantillon, de plusieurs états d'équilibre distincts qui se sont succédé dans le temps se traduit par une superposition d'associatio […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/roches-formation-petrologie/#i_2731
ROCHES (Déformations) - Structurologie
Dans le chapitre « Traitement géométrique des éléments structuraux » : […] La structure s'analyse dans tous les corps rocheux, sans tenir compte de leur taille. Une recherche structurologique complète devra donc être réalisée aux diverses échelles d'étude (mégascopique, macroscopique, microscopique et parfois submicroscopique), qui requièrent chacune des techniques propres et complémentaires. Les analyses macroscopiques et mégascopiques sont les plus largement utilisées. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/roches-deformations-structurologie/#i_2731
RUBIS
Dans le chapitre « Particularité du rubis » : […] C'est le chrome qui, en se substituant à l'aluminium (Al) dans la structure cristalline, donne la couleur rouge au rubis. Les caractéristiques de ce gemme sont données dans le tableau. Cette teinte peut varier du rose clair au rouge foncé lorsque la composition s'additionne d'un peu de fer ; toutefois, la couleur la plus recherchée est celle dite « sang de pigeon », d'un rouge carmin avec une pet […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/rubis/#i_2731
RUTILE
Forme la plus commune — dans la nature — des oxydes de titane, le rutile est un minéral qui cristallise en baguettes aciculaires de couleur rougeâtre. De forme quadratique, le cristal possède deux clivages assez nets ; il est souvent maclé en genou ou en cœur. L'association en réseau plan de plusieurs macles est typique. Transparent en lame mince, il a un éclat adamantin, métallique et un pléochro […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/rutile/#i_2731
SEMI-CONDUCTEURS
Dans le chapitre « Cristaux parfaits » : […] La description actuelle de la structure de la matière repose sur l'hypothèse atomique [cf. atome ]. Dans un cristal, les noyaux atomiques sont disposés aux nœuds d'un réseau géométrique régulier ; c'est le même motif élémentaire qui est répété de façon périodique dans l'espace (un peu à la manière d'un papier peint mural). Cela est bien vérifié expérimentalement par dif […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/semiconducteurs/#i_2731
SERPENTINE
Phyllosilicate hydraté de magnésium qui se présente sous diverses formes minérales portant chacune une appellation. La serpentine, au sens large, cristallise en masse microcristalline compacte ou en agglomérats fibreux. Les cristaux visibles à l'œil nu sont inconnus. La « serpentine noble », variété prisée pour la fabrication de bijoux et de petits objets sculptés, apparaît en masse translucide d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/serpentine/#i_2731
SOUFRE
Dans le chapitre « Variétés allotropiques » : […] Les cycles à six atomes forment des cristaux rhomboédriques (soufre ρ). Les cycles à huit atomes donnent lieu à une grande variété de cristaux : orthorhombiques, ou soufre α, forme habituelle du soufre stable jusqu'à 96 0 C ; monocliniques, ou soufre β, qui est la forme stable courante entre 96 0 C et le point de fusion du soufre (112 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/soufre/#i_2731
SPARITE ou SPATHITE
Cristaux des roches carbonatées (calcite ou dolomite) dont la taille des grains excède nettement 10 micromètres. Les cristaux de sparite constituent une mosaïque bien visible à l'aide du microscope, généralement limpide. Macroscopiquement, ils donnent un aspect cristallin, scintillant à la roche. Certains auteurs préfèrent le terme de « spathite », plus conforme à l'étymologie (l'anglais […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/sparite-spathite/#i_2731
STÉRÉOCHIMIE - Stéréochimie inorganique
Dans le chapitre « Isomérie cristalline » : […] Les édifices de taille finie, comme ceux dont nous venons de parler, ne sont pas les seuls à présenter le phénomène d'isomérie. Ce dernier se rencontre aussi dans certains cristaux lorsque les atomes s'enroulent suivant des hélices qui peuvent être droites ou gauches , le cristal étant alors optiquement actif. Par exemple : le quartz (pour la structure, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/stereochimie-stereochimie-inorganique/#i_2731
STILBITE ou DESMINE
Tectosilicate hydraté de calcium et de sodium, la stilbite est un minéral typique des associations zéolitiques. Allochromatique, elle décline une large gamme de couleur : blanc, blanchâtre, gris, jaune miel, rougeâtre, parfois rouge brique. Sa principale caractéristique réside dans sa forme cristalline qui permet une identification aisée : cristaux polymaclés dont l'interpénétration croisée, légè […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/stilbite-desmine/#i_2731
SURFACE PHÉNOMÈNES DE
Dans le chapitre « Surfaces rugueuses, préfusion de surface » : […] Une surface réelle contient toujours un certain nombre de défauts à température non nulle : marches, crans, lacunes ou atomes auto-adsorbés. Lorsque la densité de défauts croît avec la température, leur énergie de formation diminue : on peut s'attendre à une augmentation rapide de leur nombre et donc à une diminution correspondante de la perfection de la structure de surface. Le profil de densité […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/phenomenes-de-surface/#i_2731
SYMÉTRIES, physique
Dans le chapitre « LES SYMÉTRIES BRISÉES » : […] Lorsqu'un problème physique admet une symétrie décrite mathématiquement par un groupe G, chaque solution n'est pas forcément invariante par G. En fait, c'est plutôt l'ensemble des solutions qui est invariant par G. Un exemple classique est la cristallisation d'un liquide. Lorsque la température décroît, l'isotropie (c'est-à-dire l'équivalence de toutes les directions) de l'ensemble des atomes dis […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/symetries-physique/#i_2731
TALC
Phyllosilicate de magnésium, le talc est un minéral très commun appartenant au même groupe que les micas ou les smectites. Il se caractérise par un toucher onctueux et une dureté très faible. C'est en effet le minéral le plus tendre que l'on connaisse, il se raye très facilement avec l'ongle et est friable entre les doigts. Pour cette raison, les cristaux, rares, sont difficiles à conserver, et l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/talc/#i_2731
TOPAZE
Nésosilicate fluorifère d'aluminium, la topaze est une gemme de valeur, très appréciée sur le marché des joailliers. La couleur caractéristique est le jaune miel, mais elle peut être incolore ou prendre diverses teintes – jaune vif, rose pâle à rose vif, bleu clair, brun orangé ou, plus rarement, vert pâle –, ce qui rend son identification parfois difficile. Elle se distingue cependant par une g […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/topaze/#i_2731
TRANSITION ORDRE-DÉSORDRE
Dans un gaz idéal, les atomes (ou les molécules) sont distribués parfaitement au hasard les uns par rapport aux autres : c'est un modèle de désordre géométrique parfait. Dans un cristal idéal, l'arrangement des atomes donne, au contraire, l'image de l'ordre parfait. Entre ces deux perfections, dans le désordre et dans l'ordre, l'observation des états naturels de la matière conduit à l'analyse des […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/transition-ordre-desordre/#i_2731
WOLFRAMITE
Oxyde de tungstène, la wolframite est l'un des principaux minerais de tungstène, élément encore appelé wolfram, d'où le nom du minéral. Elle se caractérise par des cristaux tabulaires, aux faces souvent striées et à l'éclat métallique. Le clivage basal parfait dessine des lames de taille pluricentimétrique qui s'assemblent en agrégats lamellaires. formule : (Fe,Mn)WO 4 ; système : monoclinique ; […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/wolframite/#i_2731
WULFÉNITE
Molybdate anhydre de plomb, la wulfénite (du nom du minéralogiste autrichien Xavier von Wulfen qui la découvrit en 1785) est très recherchée par les collectionneurs en raison de la beauté de ses cristaux. Ces derniers se présentent le plus souvent en tables carrées et biseautées en bordure ; leurs couleurs se déclinent dans les teintes du jaune (jaune brun, jaune miel, jaune orangé) et, plus rare […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/wulfenite/#i_2731
WYART JEAN (1902-1992)
C'est à Avion, dans le pays minier lensois, que naquit Jean Wyart ; il décéda à Paris en 1992. Son père était mécanicien à la Compagnie des chemins de fer du Nord. La scolarité du jeune Jean fut d'abord celle des enfants de son milieu ; mais, en 1914, elle fut bouleversée par la guerre. La famille dut fuir devant l'avancée allemande. Après des moments difficiles, elle retrouva le calme à Abbeville […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/jean-wyart/#i_2731
ZEEMAN EFFET
Dans le chapitre « Niveaux de Landau des solides » : […] Dans les liquides, les substances vitreuses et les cristaux, les atomes, molécules ou ions constituants sont très voisins les uns des autres (quelques dixièmes de nanomètre) et ils interagissent donc très fortement. Il en résulte que les spectres observés sont généralement très différents de ceux des atomes ou des molécules libres. Dans la plupart des cas, on doit considérer que les électrons opti […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-zeeman/#i_2731
Voir aussi
Pour citer l’article
Marc AUDIER, Michel DUNEAU, « CRISTAUX », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 12 novembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/cristaux/