Ens. scientifique · Première · Une longue histoire de la matière
Les édifices ordonnés : les cristaux
Un ordre qui se répète partout.
En bref
Un cristal, ce n’est pas une pierre précieuse : c’est un empilement ordonné et périodique d’atomes, d’ions ou de molécules.
Un cristal, ce n’est pas une pierre précieuse : c’est un empilement ordonné et périodique d’atomes, d’ions ou de molécules. Le sel de table en est un, le sable aussi, et l’os également.
Cristallin ou amorphe
| Cristallin | Amorphe | |
|---|---|---|
| L’organisation | Le motif se répète à l’identique dans les trois directions | Les atomes sont figés en désordre |
| L’image | Un ordre à longue distance | Un liquide arrêté net |
| L’exemple | Le quartz | Le verre, l’obsidienne |
Une même espèce chimique peut donner les deux : le dioxyde de silicium donne le quartz ou le verre, selon la vitesse de refroidissement.
Maille, motif, compacité
La maille est le plus petit volume qui, répété par translation, reconstruit tout le cristal.
| Maille | Le compte des atomes | Compacité |
|---|---|---|
| Cubique simple | 8 × 1/8 = 1 atome | environ 0,52 |
| Cubique à faces centrées | 8 × 1/8 + 6 × 1/2 = 4 atomes | environ 0,74 — l’empilement le plus dense |
De la maille se déduit la masse volumique : ρ = (masse des atomes de la maille) / (volume de la maille).
Les cristaux des roches
Une roche est un assemblage de cristaux — et leur taille raconte son histoire.
| Roche | Son refroidissement | Sa texture |
|---|---|---|
| Granite | Lent, en profondeur | Entièrement cristallisé, gros grains : quartz, feldspaths, micas |
| Basalte | Rapide, en surface | Petits cristaux noyés dans un verre |
Même magma, deux textures. La vitesse de refroidissement est la seule variable.
Les cristaux du vivant
| Biominéral | Où on le trouve |
|---|---|
| Carbonate de calcium (CaCO3) | Coquilles de mollusques, tests d’oursins |
| Phosphate de calcium | L’os et l’émail dentaire |
Ces cristaux se déposent sur une trame organique.
C’est ce qui leur donne des propriétés que le minéral seul n’a pas : la nacre résiste bien mieux à la fracture que l’aragonite pure.
Teste-toi
6 questions pour vérifier
Touche une réponse : la correction s’affiche tout de suite.
1.Qu’est-ce qui caractérise un solide cristallin ?
2.Combien d’atomes contient une maille cubique à faces centrées ?
3.Quelle est la compacité d’une maille cubique simple ?
4.Pourquoi le granite présente-t-il de gros cristaux visibles à l’œil nu ?
5.Le verre est un solide cristallin.
6.Quels minéraux dominent dans le granite ?
0 / 6 questions
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