Introduction à la cristallographie SMP-C S4

Table des matières

I. L’état cristallin. . . . . . . . 5

Les trois états de la matière.

II. Première approche des cristaux. . . . . . . . . . . . . . . 7

La loi de la constance des angles - Théorie de la molécule constituante - La loi des caracté- ristiques entières - La notation des faces - Choix des axes de coordonnées.

III. Jouons avec la symétrie. . . . . . . . . . . . . . 13

Les cristaux présentent «une certaine symétrie» - Le plan de symétrie, comme un miroir - Les axes de symétrie, comme un carrousel - Le centre d’inversion - Les axes de symétrie inverses - Combinaison d’opérateurs de symétrie - Les 32 classes de symétrie.

IV. Représentation graphique des cristaux. . . . . . . . . . 21

La projection stéréographique - Constructions utilisées en projection stéréographique - Projection d’un grand cercle - Projection du pôle d’un grand cercle - Le canevas de Wulff.

V. Les systèmes cristallins. . . . . . . . . . . . . . . . . .. 25

Système cubique - Les mériédries - Les formes composées - A propos de la notation des faces - Nomenclature des formes des autres systèmes cristallins - Système quadratique - Système orthorhombique - Systèmes hexagonal et rhomboédrique - Système monoclinique - Système triclinique.

VI. L’organisation des atomes. . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Motif, réseau et maille élémentaire - Le réseau - La fréquence d’apparition des faces - Le motif - Plan avec glissement - Axes hélicoïdaux - Les groupes de symétrie - Position des atomes - Holoédrie et mériédries.

VII. Les rayons X au service de la minéralogie. . .. . . . . . 57

Nature des rayons X - Absorption des rayons X - Détection des rayons X - Interaction des rayons X avec la matière - Diffraction des rayons X par les cristaux - Conditions de diffraction - Une application simple : la méthode des poudres - Exemple concret - Identification d’une espèce minérale - Le diffractomètre - Analyse chimique par effet de fluorescence X.

VIII. Quelques relations mathématiques. . . . . . . . . 67

Le calcul cristallographique - Les zones - La loi de Weiss.

IX. Un peu de cristallochimie . . . . . . . . . . . . . . . . 73

La taille des atomes - Encombrement des constituants structuraux - Composés du type AB - Influence des liaisons - Les formules cristallochimiques - Quelques structures classiques - Structure des minéraux silicatés.

X. Aspect et propriétés des minéraux . . . . . . . . .85

Habitus - groupement de minéraux - clivage - Les macles - Les macles du quartz - Le polymorphisme - L’isomorphisme - Les séries isomorphes - Les minéraux ne sont pas toujours bien dans leur peau. L’anisotropie - Aspect des faces - Les inclusions - Le poids spécifique- La dureté Anisotropie de la dureté - Dureté relative, dureté absolue - La fusibilité - Les proprié- tés optiques - La transparence - La couleur est trompeuse - L’indice e réfraction - L’éclat permet de briller - La photoluminescence - Les propriétés électriques - Les propriétés magné- tiques - Les propriétés chimiques.