Cristallographie : science passée aux rayons X


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Les cristaux sont au centre des études de la cristallographie. Cette science étudie plus particulièrement les caractéristiques géométriques, la forme et la formation des cristaux à l'échelle atomique. Les cristaux ne se forment pas au hasard, il faut plusieurs conditions pour qu'un élément se cristallise. Quelles sont alors les bases qu'il faudrait savoir dans la discipline de la cristallographie? Tout d'abord cette science a un rôle interdisciplinaire entre la chimie, la physique, la science des matériaux, la biologie, les mathématiques ainsi que la science de la terre.



Toutes ces disciplines entrent en jeu dans la cristallographie puisque ici le cristal est étudiée dans sa dimension atomique, dans son univers géologique tout en prenant compte de son arrangement spatial. Cette étude dédiée au cristal n'a pris d'ampleur qu'au XVIII ème siècle. En effet, le cristal, auparavant n'émerveillait que les collectionneurs. C'est seulement après que les scientifiques essayaient de comprendre la structure et la formation de cette matière. La particularité intrigante du cristal poussa les savants à l'étudier davantage. En effet, si pour les matières gazeuses, solides ou liquides, leurs boules de molécules s'assemblent d'une manière irrégulière, pour le cristal cet agencement se fait d'une manière parfaitement ordonnée. Les solides, comme le verre par exemple, qui ne disposent pas de cette structure cristalline sont dits amorphes. D'après les chercheurs qui axent leurs études sur la cristallographie, il existe 32 classes de cristaux. Selon leurs caractéristiques, ces 32 classes se répartissent en sept systèmes cristallins. Ces sept systèmes sont les critères que les gemmologues et les minéralogistes approfondissent afin de pouvoir décrire les minéraux.


Parmi les sept systèmes cristallins, on retrouve le cubique dont la base est un cube et dans lequel les cristaux ont trois axes qui ont la même longueur et perpendiculaires. Le quadratique qui possède un élément de base d'une forme de prisme droit. Le monoclinique, quant à lui, possèdent trois axes dont les longueurs sont inégales, son élément de base est un prisme oblique. L'orthorhombique dispose de trois axes de longueur inégale mais perpendiculaires entre eux, sa base est un parallélépipède rectangle.


Le triclinique a comme base un parallélépipède en forme de losange avec trois axes de longueur différente. L'hexagonal possède quatre axes, les trois axes ont la même longueur et l'élément de base est un prisme droit d'une forme de losange. Enfin, le rhomboédrique présente quatre axes dont le dernier est d'ordre trois, Sa forme de base est un parallélépipède avec des faces en losange. On étudie ainsi leurs propriétés optiques et la forme du cristal. Pour regrouper ces cristaux, les chercheurs les répartissent selon la disposition et la longueur de leurs axes, les lignes imaginaires qui coupent les faces, qui passent par le centre du cristal et les lignes qui définissent les relations de symétrie. D'après les expériences, les minéraux communs se répartissent en douze classes. Comme précisée dessus, la formation d'un cristal requiert de nombreuses conditions. Pour prendre comme modèle, les scientifiques ont défini le cristal parfait pour pouvoir représenter le cristal comme un objet résultant d'un agencement infini et ordonné de molécules. Ce cristal parfait est un modèle idéal. En effet, tous les cristaux présentent tous quelques défauts.
cristallographie


Ces défauts intéressent particulièrement les scientifiques puisqu'ils sont sources de leurs propriétés comme la conductivité électrique par exemple. La maille élémentaire ou maille centrale, par contre, est le plus petit volume du cristal qui maintient les propriétés du celui-ci. La formation d'un cristal est appelée la cristallogenèse. Elle peut se faire d'une manière naturelle ou dans une manière synthétique en suivant les techniques expérimentales. Ce sont surtout les petites molécules organiques ainsi que les substances minérales qui se cristallisent aisément en donnant des cristaux avec peu de défaut. La cristallisation se produit facilement puisqu'elle dépend des forces intramoléculaires pour les substances biochimiques, des forces intermoléculaires pour les substances organiques et des forces interatomiques pour les substances minérales. Les conditions pour qu'un cristal se forme dépendent de la pression, de la température ainsi que la durée d'évaporation. Pour stimuler le développement des cristaux, il faut former un petit cristal qui s'agrandit petit à petit en puisant dans son entourage la substance qui le compose. Lorsque ce minuscule cristal est absent, la cristallisation ne se produit pas. Bref, la cristallographie ne cesse de nous offrir un peu plus d'informations sur le cristal dans le but de mieux exploiter cet objet qui nous fascine tous.

Le Mardi 17 Mars 2009 à 13:36
Article écrit par Caro ()




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Il y a 1 commentaires pour cet article :

 nomidia a écrit [11/12/2010 - 23h39] 
nomidia

salut,j'ai un exposé à langue et communication sur "l'utilisation des rayon x dans la cristalographie" est ce que te me peut aidais merci




NAIMA



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