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MATIÈRE

L'idéalisation de l'espace cristallin ; un détour heuristique vers les structures moléculaires

De longue date, la distinction et l'identification des minéraux se faisait d'après leurs attributs organoleptiques ; le repérage de formes caractéristiques n'était que l'un des arguments d'une diagnose mal assurée dans la hiérarchie des critères. Cependant, à la fin du xviiie siècle, sur la voie de la reconnaissance d'espèces minérales (et non plus seulement de « sortes »), l'identification de formes cristallines bien prononcées fut, tout ensemble, l'occasion de retenir des repères de spéciation et de développer des théories cristallographiques cohérentes. L'idée décisive appartient à René Just Haüy, qui sut établir le passage entre régularités macroscopiques externes et arrangements internes. Plus précisément, il a développé l'hypothèse, peu auparavant esquissée par Romé de l'Isle, de l'existence d'une « forme primitive » propre à chaque espèce cristalline. En 1793, il propage la dénomination de «  molécule intégrante » pour désigner le terme de la « division en petits solides, [...] passé lequel on arriveroit à des particules si petites, qu'on ne pourroit plus les diviser, sans les analyser, c'est-à-dire sans détruire la nature de la substance... ». Mais cette individualité minérale, si elle est morphologiquement fixée, peut ne pas être l'image exacte du cristal macroscopique ; elle n'en est que l'élément « moléculaire » dont la contiguïté ordonnée compose des aspects variables, mais déterminés. Les cristaux empiriquement observables d'une certaine composition chimique s'offrent à la vue sous diverses apparences qui résultent, le plus souvent, de troncatures sur les sommets et les arêtes de la forme complète et parfaite, dans laquelle cristallise l'espèce chimique examinée. C'est, précisément, en observant que l'apparente variété des aspects se range selon une distribution stoechiométrique en supposant que les contours perceptibles résultent de l'agrégation de modules, selon la loi dite des indices rationnels (analogue de la loi des combinaisons chimiques de Dalton), que Haüy se crut fondé à exactement modéliser les molécules intégrantes. Dans ses vues, les empilements successifs, éventuellement sujets aux restrictions locales des « décroissements », engendrent les formes possibles des cristaux d'espèces chimiques tant simples que composées. On atteint, en la circonstance, à un triomphe de l'art géométrique : dans l'imperceptible étoffe de la matière, il trace rationnellement la forme (non la dimension) de ses motifs constitutifs élémentaires.

Or cette analyse portait sur l'espace cristallin plus que sur la substance ; elle visitait des propriétés figurales, mécaniques, optiques ; elle demeurait assez indifférente aux énoncés de la chimie analytique. La belle assurance des cristallographes donna de l'humeur à des chimistes curieux de discuter des rapports de la forme à la matière. La molécule de Haüy apparut vite, et à juste titre, comme une détermination formelle de l'espèce chimique, à l'état pur, c'est-à-dire dans l'état limite visé par les moyens, toujours contestables, des purifications. La molécule intégrante humilia les fatigues du chimiste, en ce qu'elle se donnait comme critère dont la perfection est toute de raison et quasi nulle de fonction.

Pis, sa valeur heuristique en vint à être affaiblie par la mise en évidence de phénomènes irréfutables de di-, voire de polymorphisme : ainsi par exemple, selon les moyens de cristallisation, la chaux carbonatée apparaît en calcite ou bien en aragonite, sous des formes géométriques dont les symétries disparates appartiennent à des systèmes cristallins distincts. Le primat[...]

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Jacques GUILLERME et Hélène VÉRIN. MATIÈRE [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Média

Max von Laue - crédits : Hulton Archive/ Getty Images

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Hulton Archive/ Getty Images

Autres références

  • MATIÈRE/ESPRIT (notions de base)

    • Écrit par Philippe GRANAROLO
    • 3 374 mots

    Alors que les sagesses orientales étaient toutes « monistes » (du grec monos, « unique »), autrement dit convaincues que le réel se réduisait à une unique dimension, les premières philosophies grecques ont choisi la voie du dualisme, opposant chacune à leur manière la matière à l’esprit,...

  • ÂGE DE LA TERRE

    • Écrit par Pascal RICHET
    • 5 143 mots
    • 5 médias
    Indépendamment du fait qu’elles divergeaient sur l’éternité du monde, sa création temporelle, ses formations et destructions périodiques, toutes les écoles grecques postulaient que la matière était éternelle. Très précocement, Parménide d’Élée (~vie-ve s. av. J.-C.) avait ainsi affirmé...

  • ALCHIMIE

    • Écrit par René ALLEAU, Universalis
    • 13 642 mots
    • 2 médias
    Alchimie - crédits : G. Nimatallah/ De Agostini/ Getty Images
    Or tout art est inconcevable sans une matière, et c'est pourquoi la notion d'alchimie « spirituelle » ou purement « psychologique » est aberrante, car elle méconnaît la fonction principale de l'alchimie : délivrer l'esprit par la matière en délivrant la matière elle-même...

  • ARISTOTE (env. 385-322 av. J.-C.)

    • Écrit par Pierre AUBENQUE
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    • 2 médias
    Aristote - crédits : Photos.com/ Jupiterimages
    ...l'illettré mourrait en devenant lettré, l'enfant en devenant adulte : thèse qui était celle de certains sophistes) : ce troisième principe est le substrat, ou matière, qui est ce qui subsiste sous le changement ; ainsi, l'argile n'en demeure pas moins argile en cessant d'être informe pour recevoir la forme de...

  • ATOMISME

    • Écrit par Jean GREISCH
    • 1 366 mots
    • 4 médias
    Épicure - Athènes - crédits : Courtesy of the Soprintendenza alle Antichita della Campania, Naples
    ...l'atomisme de Démocrite, c'est aussi parce que cette hypothèse « immunise » le monde contre les incursions des dieux. L'atomisme implique l'existence d'une matière infinie, constituée par les atomes de taille, de forme et de poids différents, disséminés dans un espace infini, tout aussi éternel que ceux-ci....
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