Minralogie Cristallographie

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Spécialité Géosystèmes
Minéralogie Cristallographie I
O. Grauby
Grauby_at_crmcn.univ-mrs.fr
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Définitions Minéralogie Etude des minéraux,
éléments ou composés naturels formant la croûte
terrestre ( météorites planètes) Cristallograp
hie description de larrangement
cristallin ? Structure et symétries Le
minéral Solide naturel, homogène, possédant une
composition chimique définie et une structure
atomique ordonnée. Croûte terrestre solides
cristallisés gtgt Verres (solides amorphes)
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Les états de la matières
Gaz Liquide - Solide
Gaz
Liquide
4
Solide cristallisé
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Chaque état correspond à un domaine P-T
SOLIDE
Solidification
Sublimation
Depot
Fusion
Evaporation
GAZ
LIQUIDE
Condensation
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La structure cristalline
Photo A. Baronnet (Jeol 3010, CRMC-N)
7
Cristallite dOr
Surface de Si (111)77
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Propriétés scalaires (isotropes), non f de la
direction dobservation composition
chimique densité chaleur spécifique,
Propriétés vectorielles (anisotropes), f de la
direction dobservation faciès
(habitus) clivage maclage dureté propriétés
optiques (sauf cubique)
Toutes les propriétés physiques sont identiques
pour toutes les directions //, quel que soit le
point dorigine
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Le réseau cristallin la maille cristalline

• Haüy en 1784 formule la théorie
• réticulaire des cristaux.
• clive de la calcite de ? faciès ? donne tjs des
  rhomboèdres semblables
• Par chocs successifs ? rhomboèdres de en
  petits
• Limite  molécule intégrante  plus petit
  volume conservant toutes
• les propriétés physiques, chimiques,
  géométriques du cristal.
• Maille cristalline
• Dimensions de la maille quelques Å
• (10-7 mm)

Abbé René Just Hauy (1743-1822)
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La maille
Sommets de la maille noeuds
O
Les 6 paramètres cristallins a, b c
a, b g
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Le réseau cristallin
Le réseau est obtenu par la translation de la
maille, parallèle à lune quelconque de ses
arêtes, selon un nombre entier de
paramètres. Opération répétée pour remplir tout
le volume.
La maille contient le motif cristallin,
assemblage datomes suffisant pour générer la
structure dun cristal par translation motif
cristallin contenu atomique de la maille
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Un réseau 2D
13
(No Transcript)
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Symétrie cristalline
Une figure est symétrique si elle peut être
superposée à elle-même de plusieurs façons ?. Le
degré de symétrie est le nombre de ces façons. Le
milieu cristallin défini par le motif réseau
est généralement symétrique
Les éléments de symétrie Opérateurs permettant
de superposer un polyèdre à lui-même
Le centre de symétrie C
Le plan de symétrie ou Miroir M
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Les axes de symétrie - axes directs
superposition par rotation de a 2P/n autour
de laxe Axe dordre 1 A1 a 360 Axe
dordre 2 A2 a 180 Axe dordre 3 A3 a
120 Axe dordre 4 A4 a 90 Axe
dordre 6 A6 a 60
pas d Axe dordre 5 dans les
cristaux
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- axes inverses superposition par inversion
rotation de a 2P/n autour de laxe,
passant par le centre Axe dordre -1
A1 Axe dordre -2 A2 Axe dordre -3
A3 Axe dordre -4 A4 Axe dordre -6 A6
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(No Transcript)
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Les 7 systèmes cristallins
Toutes les symétries cristallines appartiennent à
7 systèmes crx. Cubique Hexagonal Quadratique
Rhomboédrique Orthorhombique Monoclinique Tri
clinique
Degrés de symétrie décroissant
32 classes de symétries
7 Holoédries 25 Mériédries
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Cubique
Cube
Degré de symétrie 48
20
(No Transcript)
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Hexagonal
Prisme droit héxagonal
Degré de symétrie 24
22
Quadratique
Prisme droit quadratique
Degré de symétrie 16
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Rhomboédrique
Ancienne maille
Rhomboèdre
Maille moderne
Prisme droit hexagonal
Degré de symétrie 12
24
Orthorhombique
Prisme droit à base rectangle (parallélépipède
rectangle)
Degré de symétrie 8
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Monoclinique
Prisme oblique à base rectangle
Degré de symétrie 4
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Triclinique
C
Parallélépipède quelconque
Degré de symétrie 2
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Notation des faces et plans réticulaires
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Le cristal polyèdre limité par des faces planes
Relation entre faces du cristal plans
réticulaires ?
Toutes les faces correspondent à des plans ?
Oui
Tous les plans réticulaires sexpriment sous
forme de face ?
Non
Les faces sont des plans réticulaires denses
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Indexation de Miller (h k l) h, k l indices
de Miller
h, k l sont entiers
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Un plan ou une face // à un axe ? indice de
Miller 0

• Les plans réticulaires de bas indices (0, 1, 2,
  (3)) sont des plans denses
• Grd nbre de nuds par unité de surface
• Certains correspondent aux faces du crx ou aux
  plans de clivage

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(No Transcript)
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Les plans réticulaires (110) et (130)
110 et 130 sont des directions
110 et 130 sont des ensembles de faces qui
se déduisent les unes des autres par un même
élément de symétrie formes
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Indexation à 4 indices pour les systèmes
Hexagonal et Rhomboédrique (h k i l) ou (h k .
l) avec i -(h k)
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Notions de polymorphisme disomorphisme