SILICE
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Le dioxyde de silicium ou silice occupe, parmi les oxydes, une place exceptionnelle ; en effet, par ses propriétés cristallochimiques, par ses modes de genèse, par son importance pétrographique, il s'apparente étroitement aux silicates. Dans la quasi-totalité de ses formes, il apparaît comme le modèle le plus simple des tectosilicates : une charpente tridimensionnelle faite de tétraèdres SiO4 liés les uns aux autres par leurs sommets, chaque atome d'oxygène étant commun à deux tétraèdres, d'où la formule globale SiO2. On connaît actuellement huit formes cristallisées de silice anhydre : le quartz, la tridymite, la cristobalite, la coésite, la kéatite, la stishovite, la mélanophlogite, la silice fibreuse W. À l'état amorphe, l'oxyde de silicium existe sous la forme de verre de silice anhydre et sous celle de silice colloïdale hydratée. La plupart de ces différentes silices – quartz, tridymite, cristobalite, coésite, stishovite, mélanophlogite, lechateliérite (verre de silice) et opales, silices hydratées plus ou moins amorphes – sont présentes dans la nature. Le quartz, et ses nombreuses variétés, est de très loin l'espèce la plus importante ; il est, avec les silicates qu'il accompagne fréquemment, l'un des minéraux majeurs de beaucoup de roches – en particulier des roches éruptives, dans la classification desquelles interviennent l'excès, la saturation ou le déficit en silice. Les nombreuses applications industrielles (optique, électronique, production de matériaux réfractaires, etc.) que connaît cette famille minérale accroissent encore l'intérêt des études qu'ont suscitées des propriétés et un rôle géochimique originaux.
Cristobalite
Photographie
La cristobalite fait partie de la série polymorphe de la silice avec le quartz, la tridynite, la cœsite et la stishovite. Elle se forme à haute température (1 400 0C) dans les roches volcaniques différenciées acides telles que les trachytes et les andésites.
Crédits : Istituto Geografico De Agostini
Physico-chimie
Il existe des relations étroites entre les structures des diverses silices. Toutes les formes sauf une, la stishovite, présentent les mêmes tétraèdres SiO4 s'associant par leurs sommets comme dans les tectosilicates (cf. silicates, fig. 1). Cependant, les modes d'association varient d'une espèce à l'autre, ce qui [...]
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Écrit par :
- Maurice LELUBRE : professeur émérite à l'université de Toulouse-III-Paul-Sabatier
- Jean WYART : membre de l'Académie des sciences, professeur honoraire de l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie
Classification
Autres références
« SILICE » est également traité dans :
ACIDES ROCHES
En pétrographie, on qualifie de « roches acides » celles qui contiennent plus de 65 p. 100 en poids du constituant SiO 2 (la silice). Comme les minéraux les plus siliceux — à l'exception bien entendu du quartz — sont les feldspaths alcalins, pour lesquels la teneur en SiO 2 est précisément voisine de 65 p. 100, il en résulte que les roches acides ne contiennent pas nécessairement de quartz. Cepe […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/roches-acides/#i_29327
AGATE
Dioxydes de silicium, les agates appartiennent au groupe des quartz microcristallins, comme les calcédoines et les jaspes. Elles se distinguent facilement des calcédoines car elles présentent une coloration zonée concentrique, sinueuse ou bréchique. Elles peuvent être cependant confondues avec l'onyx marbre (souvent appelé à tort simplement onyx), également zoné, mais qui est constitué de calcit […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/agate/#i_29327
BÉTON
Dans le chapitre « Ciment » : […] La pâte de ciment est constituée au moins de ciment et d'eau, mais peut aussi comprendre divers adjuvants et des additions. Le ciment, par sa réaction avec l'eau, assure la cohésion du béton durci et sa durabilité. L'eau réagit avec le ciment et donne de la fluidité au béton. L'eau de gâchage pour béton est définie par la norme NF EN 1008. L'eau potable est évidemment appropriée, mais des eaux […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/beton/#i_29327
CALCÉDOINE
Dioxydes de silicium, les calcédoines appartiennent au groupe des quartz microcristallins, au même titre que les jaspes et les agates ; elles se distinguent donc du groupe des quartz macrocristallins, tels que l'améthyste ou le cristal de roche, et du groupe des opales, toujours amorphes. Elles cristallisent en masse concrétionnée cryptocristalline et se caractérisent par un éclat cireux à mat. fo […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/calcedoine/#i_29327
CHROMATOGRAPHIE
Dans le chapitre « Chromatographie par adsorption » : […] Les phases fixes adsorbantes (cf. adsorption ) les plus employées sont l'alumine et le gel de silice, à des granulométries, porosités et activités adaptées au cas à résoudre. Le carbone poreux graphitisé, la magnésie, le zircone et le rutile poreux sont aussi utilisés. Il faut citer aussi le florisil (coprécipité de silice et magnésie) très employé en C.C.M. et chromatographie flash à colonne ouv […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/chromatographie/#i_29327
CUIR
Dans le chapitre « Tannages minéraux » : […] Un très grand nombre de sels minéraux peuvent, dans certaines conditions, transformer en cuir la peau en tripe. Cependant, seuls quelques sels, en raison de leur abondance et de leur facilité de mise en œuvre, sont utilisés. Les plus importants sont sans aucun doute les sels basiques de chrome. Ce mode de tannage, utilisé seul ou associé au tannage végétal, au tannage à l'alun ou aux tannages orga […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cuir/#i_29327
ÉLASTOMÈRES ou CAOUTCHOUCS
Dans le chapitre « Notion de renforcement » : […] La notion de renforcement par une charge est très spécifique des élastomères. En effet, comme il a été dit précédemment, ceux-ci ont des propriétés de rupture à la température ambiante quasi nulles . Par addition de quantités croissantes de noir de carbone, jusqu'à 50 p (parties en masse de noir pour 100 d'élastomère), la résistance à la rupture croît, bien que la quantité d'élastomère déformable […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/elastomeres-caoutchoucs/#i_29327
GÉOCHIMIE
Dans le chapitre « Les croûtes » : […] L'écorce terrestre est majoritairement constituée de roches silicatées (c'est-à-dire comportant du silicium et de l'oxygène) qui définissent deux types de croûte. La croûte océanique est principalement composée de basaltes et de gabbros, riches en fer et en magnésium. Cet assemblage chimique est dit « basique », avec des teneurs en silice (SiO 2 ) inférieures à 52 p. 100. La croûte continentale […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/geochimie/#i_29327
GRANIT
Roche dure, résistante, susceptible d'être polie, baptisée granit par les carriers : dans cette acception, n'importe quel faciès pétrographique consolidé (craie, gneiss, granite) peut être un granit au sens commercial du terme. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/granit/#i_29327
IONS ÉCHANGEURS D'
Dans le chapitre « Résines échangeuses d'ions » : […] Actuellement, on utilise presque exclusivement des hauts polymères comportant un réseau hydrocarboné sur lequel sont greffés des groupements fonctionnels ionisés ou ionisables qui confèrent à la résine la propriété d'échangeur. Le type le plus important est constitué d'un copolymère de styrène et de divinylbenzène dont la structure est représentée schématiquement sur la figure . La présence de div […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/echangeurs-d-ions/#i_29327
JASPE
Dioxyde de silicium, le jaspe, en tant que minéral, appartient au groupe des quartz microcristallins, comme les calcédoines et les agates. La caractéristique essentielle du jaspe est d'être bariolée ou tachetée de diverses couleurs. formule : SiO 2 ; système : rhomboédrique ; dureté : de 6,5 à 7 ; poids spécifique : de 2,5 à 3 ; éclat : mat à vitreux ; transparence : opaque ; cassure : esquilleus […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/jaspe/#i_29327
MAGMA TERRESTRE
Dans le chapitre « Structure et propriétés des magmas » : […] Comme tout liquide, les magmas n'ont pas d'ordre à grande distance. En revanche, ils présentent un ordre local ; les atomes de silicium et d'oxygène sont organisés en tétraèdres, tout comme dans les silicates cristallins. L'échelle intermédiaire, celle du nanomètre, est remarquable par l'assemblage (dit polymérisation) des tétraèdres par leurs sommets, en cages et non pas en chaînes ou en feuille […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magma-terrestre/#i_29327
METEOR CRATER
Parmi les cratères météoritiques, le Meteor Crater, ou cratère Barringer, en Arizona (États-Unis), fut l'un des plus controversés. Ce cratère, de 1 200 mètres de diamètre sur 175 mètres de profondeur, présente un certain nombre de caractères qui permettent d'attribuer avec certitude son origine à la chute d'une météorite il y a 20 000 à 50 000 ans. Aucun critère précis ne permet d'en faire un crat […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/meteor-crater/#i_29327
MICROÉLECTRONIQUE
Dans le chapitre « Le circuit intégré (1958-1959) » : […] Le circuit intégré n'est pas un concept aussi fondamental que le transistor : son invention résulte de l'association d'éléments déjà connus, sinon maîtrisés, en réponse à un besoin pratique. Jacques Kilby a décrit son système dans un brevet et des conférences et non dans des revues scientifiques. Comment est-il né ? Dès sa mise au point, le transistor a remplacé le tube à vide dans les appareillag […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/microelectronique/#i_29327
MICROSYSTÈMES, technologie
Dans le chapitre « Réalisation de micromécanismes avec des pièces en mouvement » : […] Pour élaborer des micromécanismes avec des pièces en mouvement, il est nécessaire d'utiliser les usinages de volume et de surface. En 1978, le physicien américain K. E. Beam a publié le procédé d'usinage chimique anisotrope du silicium qui permet d'obtenir des structures tridimensionnelles en dissolvant chimiquement et localement une tranche de silicium . Ce concept a ensuite été repris en 1982 pa […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/microsystemes-technologie/#i_29327
MONILOPHYTES ou POLYPODIOPHYTES
Dans le chapitre « Consommation » : […] La consommation de Monilophytes par les hommes reste anecdotique. Les jeunes pousses de certaines espèces peuvent être consommées, comme celles de la fougère aigle ou de la fougère plume d’autruche ( Matteuc c ia strut h iopteris ). La vigilance s’impose cependant car les frondes de la fougère aigle accumulent des substances toxiques en vieillissant. Parmi les substances mises en évidence, on tr […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/monilophytes-polypodiophytes/#i_29327
NUTRITION
Dans le chapitre « Les métalloïdes » : […] Les phosphates sont parmi les premiers sels qui aient été utilisés comme engrais (le brevet de Lawes pour le superphosphate date de 1842). Le groupement phosphoryle PO 3 H 2 est présent dans les molécules fondamentales : phosphoaminolipides des membranes, nucléoprotéines des noyaux ; beaucoup de biocatalyseurs (nucléotides) sont des composés phosphorés. D'autre part, les dérivés phosphorylés jou […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nutrition/#i_29327
OPALE
Dioxyde de silicium hydreux, l'opale (ou gel de silice) se distingue des minéraux des autres groupes du quartz par une structure cristalline toujours amorphe. Elle se présente donc en masses informes. La beauté des reflets irisés qu'elle arbore parfois en fait une gemme très recherchée parmi les pierres fines. formule : SiO 2 ; système : rhomboédrique ; dureté : de 5,5 à 6,5 ; poids spécifique : […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/opale/#i_29327
PRÊLE DES CHAMPS
Médicinale très importante, que rien apparemment ne distingue des mauvaises herbes les plus banales, la prêle des champs ( Equisetum arvense L. ; équisetacées) peut se confondre avec la grande prêle ivoirine ( Equisetum telmateia ). Déjà citée par les Latins, mais sans grands commentaires, elle trouve sa première qualification précise (diurétique) chez Albert le Grand ( xiii e s.). Tragus (1546 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/prele-des-champs/#i_29327
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_29327
RESPIRATOIRE (APPAREIL) - Pathologie
Dans le chapitre « La silicose » : […] La silicose est la plus fréquente de toutes et la plus connue. C'est elle qui est responsable de la « dyspnée des mineurs » (oppression respiratoire à l'effort), connue depuis Hippocrate et Pline l'Ancien. L'identification des particules de dioxyde de silicium dans les lésions a été faite en 1867 par Kussmaul. Le nom de silicose fut donné à la maladie par Visconti en 1870. Contrairement à ce qui s […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/respiratoire-appareil-pathologie/#i_29327
ROCHES (Classification) - Roches magmatiques
Dans le chapitre « Classification » : […] La classification des roches magmatiques pose des problèmes qui sont en rapport avec leur genèse. En effet, si la systématique conduit à définir de façon univoque des « types pétrographiques » en fonction de caractères distinctifs objectifs et facilement observables, elle doit aussi faire apparaître les liens naturels qui existent entre ces types. La classification repose sur la composition et l' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/roches-classification-roches-magmatiques/#i_29327
SILICATES
Les silicates et les différentes formes de silice qui s'y rattachent ont une importante industrielle et géochimique considérable. Ces minéraux, matières premières des industries du bâtiment, de la verrerie, de la céramique, et constituants des laitiers métallurgiques, forment la quasi-totalité de l'écorce terrestre. Ce sont, pour la plupart, des solutions solides dont la synthèse et l'interprétati […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/silicates/#i_29327
SILICEUSES ROCHES
Dans le chapitre « Solubilité et cristallinité de la silice » : […] Il est utile tout d'abord de rappeler que la silice de l'hydrosphère est le plus souvent à l'état de solution vraie, et non de solution colloïdale comme on l'a si souvent affirmé. L'équation d'équilibre est (SiO 2 ) n + 2 n H 2 O ⇌ n Si(OH) 4 . Le monomère Si(OH) 4 , monomolécule d'acide silicique, est libre et en solution vraie. À la température de 20-25 0 C, l'équilibre est atteint pour une […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/roches-siliceuses/#i_29327
SILICIUM
Dans le chapitre « Le corps simple silicium » : […] Compte tenu de la réactivité du silicium avec l'oxygène et de la grande stabilité des oxydes formés, on ne le trouve pas à l'état de corps simple dans la nature. Il est obtenu à partir de la silice, par réduction au four à arc utilisant des électrodes de graphite, généralement selon un procédé en continu et à des températures variant entre 1 600 et 1 800 0 C. Il est récupéré par coulée. Une vari […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/silicium/#i_29327
SOLS - Diversité des sols
Dans le chapitre « Processus des milieux intertropicaux » : […] La fersiallitisation est liée à des conditions climatiques à fort contraste saisonnier, méditerranéennes voire subtropicales. En milieu aéré et bien drainant, l'hydrolyse provoque une importante libération de fer. Les argiles qui se forment dans de telles conditions correspondent, tout comme en milieu tempéré, au processus de bisiallitisation. Celui-ci génère des argiles de type 2/1, c'est-à-dire […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/sols-diversite-des-sols/#i_29327
TRANSITION ORDRE-DÉSORDRE
Dans le chapitre « Désordre topologique » : […] Quel que soit le type de désordre réticulaire envisagé ci-dessus, les structures décrites étaient caractérisées par la conservation, même dans l'état désordonné, d'une matrice régulière triplement périodique. Le désordre dit topologique est de toute autre nature. Sa description est centrée sur la considération de l'état liquide ou de l'état vitreux et non plus de l'état cristallin : ici, il n'es […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/transition-ordre-desordre/#i_29327
VERRE
Dans le chapitre « Structure » : […] Les verres industriels courants ont des compositions très voisines de celles qui sont indiquées au tableau . Les constituants sont apportés au four par la « composition ». La silice y est introduite sous forme de sable très pur, tel que celui de Fontainebleau, ou de quartz naturel broyé, l' alumine sous forme de feldspaths très purs, aussi exempts de fer que possible, ou sous forme d'alumine hy […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/verre/#i_29327
VISUALISATION DE LA TRANSFORMATION DU SABLE EN VERRE
Comprendre en détail comment des poudres deviennent un verre lorsqu'on les chauffe à des températures de l'ordre de 1 000 à 1 500 0 C afin d'améliorer les procédés de fabrication, tel est le but d'une étude menée par des chercheurs du laboratoire SVI (surface du verre et interfaces), une unité de recherche commune du C.N.R.S. et de Saint-Gobain installée à Aubervilliers dans la région parisienne. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/visualisation-de-la-transformation-du-sable-en-verre/#i_29327
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Dans le chapitre « Structure des verres » : […] Nous présenterons, pour commencer, un ensemble de données définissant les structures des verres d'oxydes. Puis nous étendrons ces conclusions à des verres non traditionnels dans lesquels l'oxygène est remplacé par un autre non-métal tel que S, Se, Te ou F. Les verres d'oxydes sont constitués d'un réseau tridimensionnel formé par les atomes d'oxygène et les atomes d'un semi-métal A, tels que Si, G […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/etat-vitreux/#i_29327
Voir aussi
Pour citer l’article
Maurice LELUBRE, Jean WYART, « SILICE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 13 décembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/silice/