CRISTAUX

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Études de la structure atomique des cristaux

L'identification de la structure et de l'organisation des atomes dans un cristal fait principalement appel à sa propriété de diffracter un rayonnement électromagnétique (X, gamma) ou corpusculaire (électrons, neutrons...) de longueur d'onde comparable aux paramètres du réseau cristallin. William Lawrence Bragg (1890-1971) proposa une explication très simple des résultats des premières expériences de diffraction des rayons X de von Laue et de ses collaborateurs Friedrich et Knipping. Il comprit que chaque famille de plans atomiques parallèles entre eux et périodiquement espacés peut réfléchir le faisceau incident, chaque plan contribuant partiellement au faisceau diffracté. La loi qu'il énonça prévoit que la diffraction a effectivement lieu si les contributions des plans d'une famille sont en phase, et donc s'ajoutent. Cette condition est satisfaite lorsque le produit de la distance entre plans (notée dhkl, où h, k et l représentent les indices de Miller d'une famille de plans) par le sinus de l'angle θ entre la direction du faisceau incident et ces plans correspond à un multiple entier de la demi-longueur d'onde du rayonnement, soit dhkl. sinθ = /2. Le réseau de Bravais d'un cristal peut ainsi être déterminé par la mesure de plusieurs angles de diffraction puis par la résolution d'un système d'équations dont les inconnues correspondent aux paramètres du réseau. La loi de Bragg n'apporte cependant aucune information sur l'arrangement des atomes associés à un nœud du réseau. Une théorie complète de la diffraction, établie sur la base de travaux mathématiques de Joseph Fourier (1768-1830), montre que la répartition atomique d'un cristal diffusant un rayonnement est fonction de son pouvoir diffusant, c'est-à-dire de l'amplitude des ondes diffractées.

La détermination de la position des atomes dans une maille cristalline peut être théoriquement réalisée si l'on connaît l'amplitude des ondes diffractées dans toutes les directions de l'espace. Toutefois, les expériences ne permettent que de mesurer l'intensité des faisceaux di [...]

1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 12 pages

Médias de l’article

Réseaux de Bravais

Réseaux de Bravais
Crédits : Encyclopædia Universalis France

diaporama

Diffraction électronique d'un quasicristal

Diffraction électronique d'un quasicristal
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Afficher les 2 médias de l'article


Écrit par :

Classification

Autres références

«  CRISTAUX  » est également traité dans :

CRISTAUX - Synthèse des cristaux

  • Écrit par 
  • Yves GAUTIER
  •  • 6 270 mots
  •  • 2 médias

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

AIGUE-MARINE

  • Écrit par 
  • Yves GAUTIER
  •  • 1 153 mots

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

ALLIAGES

  • Écrit par 
  • Jean-Claude GACHON
  •  • 7 350 mots
  •  • 5 médias

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

ALMANDIN

  • Écrit par 
  • Yves GAUTIER
  •  • 330 mots

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

AMÉTHYSTE

  • Écrit par 
  • Yves GAUTIER
  •  • 2 334 mots
  •  • 1 média

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

AMPHIBOLES & PYROXÈNES

  • Écrit par 
  • Jean-Paul CARRON
  •  • 3 904 mots
  •  • 8 médias

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

APOPHYLLITE

  • Écrit par 
  • Guy TAMAIN
  •  • 186 mots

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

ARGENTITE

  • Écrit par 
  • Yves GAUTIER
  •  • 243 mots

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

ATOME

  • Écrit par 
  • José LEITE LOPES
  •  • 9 238 mots
  •  • 15 médias

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

AZURITE

  • Écrit par 
  • Yves GAUTIER
  •  • 264 mots
  •  • 1 média

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

Voir aussi

Pour citer l’article

Marc AUDIER, Michel DUNEAU, « CRISTAUX », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 21 janvier 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/cristaux/