Chapitre 1 : Des édifices ordonnés : les cristaux

I. Structure des cristaux

1. Sel à l’échelle macroscopique

• Le chlorure de sodium (NaCl) est un sel dissous dans l'eau.
• Il est extrait dans les marais salants par évaporation ou dans des mines sous forme de halite (sel gemme), provenant d’évaporation de mers/lacs salés en périodes chaudes.

1. De l’échelle microscopique à atomique

• Les cristaux sont constitués de particules (atomes, ions ou molécules) organisées de manière régulière et ordonnée dans les 3 dimensions de l’espace.
• Les cristaux ont une maille élémentaire répétée, visible à plusieurs échelles (roche > minéral > cristal > maille > atome).

II. Cristaux dans les roches

• Les minéraux sont définis par leur composition chimique et leur organisation cristalline.
• Une roche est l’association de cristaux d’un ou plusieurs minéraux.
• Ex. : le granite est composé de quartz, feldspaths et biotite, chaque minéral ayant une organisation cristalline spécifique.

III. Propriétés macroscopiques de deux cristaux : diamant et graphite

• Une même formule chimique peut donner lieu à différents types de structures cristallines (diamant et graphite), qui varient par leurs propriétés macroscopiques : masse volumique, dureté, couleur, etc.

IV. Facteurs influençant la formation des roches, minéraux et cristaux

1. Observations :

• Dans le granite et la rhyolite, les cristaux sont identiques (feldspath, biotite, quartz).
• La rhyolite et l’obsidienne contiennent du verre (structure non cristalline), dû à une solidification rapide.

1. Facteurs de formation :

• Température :
• Haute température : cristaux de grande taille.
• Basse température : cristaux très petits ou verre.

1. Bilan :

• Les solides amorphes (comme le verre) sont formés par un empilement sans ordre géométrique, par refroidissement rapide.

V. Structures cristallines dans les organismes vivants

• Animaux :
• Cristaux dans les coquilles (carbonate de calcium), squelette (hydroxyapatite), et émail dentaire.
• Végétaux :
• Cristaux d’oxalate de calcium dans certaines cellules, servant de protection contre les herbivores.
• Pathologie :
• Les cristaux peuvent aussi être pathologiques (ex. : calculs rénaux chez l’Homme).