Types de cristaux : formes et structures

Formes et structures des cristaux

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Il y a plus d'une façon de catégoriser un cristal. Les deux méthodes les plus courantes consistent à les regrouper selon leur structure cristalline et à les regrouper selon leurs propriétés chimiques/physiques.

Cristaux groupés par treillis (forme)

Il existe sept systèmes de réseaux cristallins.

Cubique ou Isométrique :Ceux-ci ne sont pas toujours en forme de cube. Vous trouverez également des octaèdres (huit faces) et des dodécaèdres (10 faces). Tétragonal :Semblables aux cristaux cubiques, mais plus longs d'un axe que de l'autre, ces cristaux forment des doubles pyramides et des prismes. Orthorhombique :Comme les cristaux tétragonaux sauf qu'ils ne sont pas carrés en coupe transversale (lorsque l'on regarde le cristal de bout en bout), ces cristaux forment des prismes rhombiques ou des dipyramides ( deux pyramides collées ensemble). Hexagonal:Lorsque vous regardez le cristal de bout en bout, la section transversale est un prisme ou un hexagone à six côtés. Trigone:Ces cristaux possèdent un seul axe de rotation 3 fois au lieu de l'axe 6 fois de la division hexagonale. Triclinique :Ces cristaux ne sont généralement pas symétriques d'un côté à l'autre, ce qui peut conduire à des formes assez étranges. Monoclinique : LComme les cristaux tétragonaux asymétriques, ces cristaux forment souvent des prismes et des doubles pyramides.

C'est très simplifiévue des structures cristallines. De plus, les réseaux peuvent être primitifs (un seul point de réseau par cellule unitaire) ou non primitifs (plus d'un point de réseau par cellule unitaire). La combinaison des 7 systèmes cristallins avec les 2 types de treillis donne les 14 treillis de Bravais (du nom d'Auguste Bravais, qui a élaboré des structures en treillis en 1850).

Cristaux regroupés par propriétés

Il existe quatre grandes catégories de cristaux, regroupés selon leur composition chimique et propriétés physiques .

Cristaux covalents :Un cristal covalent a vrai des liaisons covalentes entre tous les atomes du cristal. Vous pouvez considérer un cristal covalent comme un gros molécule . De nombreux cristaux covalents ont des points de fusion extrêmement élevés. Des exemples de cristaux covalents comprennent des cristaux de diamant et de sulfure de zinc. Cristaux Métalliques :Les atomes métalliques individuels des cristaux métalliques reposent sur des sites de réseau. Cela laisse les électrons externes de ces atomes libres de flotter autour du réseau. Les cristaux métalliques ont tendance à être très denses et ont des points de fusion élevés. Cristaux ioniques :Les atomes des cristaux ioniques sont maintenus ensemble parforces électrostatiques(des liaisons ioniques). Cristaux ioniques sont durs et ont des points de fusion relativement élevés. Sel de table (NaCl) est un exemple de ce type de cristal. Cristaux moléculaires :Ces cristaux contiennent des molécules reconnaissables dans leurs structures. Un cristal moléculaire est maintenu par des interactions non covalentes, comme les forces de van der Waals ou liaison hydrogène . Les cristaux moléculaires ont tendance à être mous avec des points de fusion relativement bas. Bonbon rock , la forme cristalline du sucre de table ou du saccharose, est un exemple de cristal moléculaire.

Les cristaux peuvent également être classés comme piézoélectriques ou ferroélectriques. Les cristaux piézoélectriques développent une polarisation diélectrique lors de l'exposition à un champ électrique. Les cristaux ferroélectriques deviennent polarisés en permanence lors de l'exposition à un champ électrique suffisamment important, un peu comme les matériaux ferromagnétiques dans un champ magnétique.

Comme pour le système de classification en treillis, ce système n'est pas complètement coupé et séché. Parfois, il est difficile de catégoriser les cristaux comme appartenant à une classe plutôt qu'à une autre. Cependant, ces grands regroupements vous fourniront une certaine compréhension des structures.

Sources

• Pauling, Linus (1929). 'Les principes déterminant la structure des cristaux ioniques complexes.' Confiture. Chim. Soc. 51 (4): 1010-1026. doi:10.1021/ja01379a006
• Petrenko, V.F.; Whitworth, R.W. (1999). Physique de la glace . Presse universitaire d'Oxford. ISBN 9780198518945.
• West, Anthony R. (1999). Chimie de base de l'état solide (2e éd.). Wiley. ISBN 978-0-471-98756-7.