Cristallographie

La cristallographie est la science qui se consacre à l'étude des substances cristallines à l'échelle atomique. Les propriétés physico-chimiques d'un cristal sont étroitement liées à l'arrangement spatial des atomes dans la matière. L'état cristallin est défini par un caractère périodique et ordonné à l'échelle atomique ou moléculaire.

C'est en 1774 que l' Abbé Haüy ébauche les premières théories sur l'organisation de la matière. Il décrira les règles géométriques, leur agencement, il dégage l'idée d'atome, d'unité et de périodicité à partir de l'observation du phénomène de clivage d'un cristal de calcite cassé: les bases de la cristallographie.
C'est en 1783 que Romé de L'Isle utilisera des notions de description "troncatures"et "formes primitives" qui l'amèneront à formuler sa loi de "constance des angles".
Gabriel Delafosse, élève de l' Abbé René Just Haüy, déduira la notion de maille en 1840.
Auguste Bravais définit, en 1848, Les 14 réseaux de Bravais à partir des différentes combinaisons des éléments de symétrie cristalline: les 32 classes de symétrie par Johann Hessel en 1830, liés à 7 types fondamentaux de symétrie d'orientation : les 7 systèmes cristallins étudiés par Friederich Mohs en 1820.
Ces systèmes sont caractérisés par le rapport des longueurs des trois vecteurs et des trois axes et des trois angles que forment entre eux ces axes. Les indices de Miller(nommés en 1839) sont les coordonnées des vecteurs dans cette base.

Un cristal est un solide polyédrique, à structure régulière et périodique, formée d'un ensemble ordonné d'un grand nombre d'atomes, de molécules ou d'ions.

• un polyèdre est une forme géométrique à trois dimensions ayant des faces planes qui se rencontrent le long d'arêtes droites.
  • Un cuboctaèdre est un polyèdre à 14 faces régulières, dont huit sont des triangles équilatéraux et six sont des carrés.
  • un diploèdre est une combinaison de deux rhomboèdres.
  • un dodécaèdre est un polyèdre à douze faces dont chacune est un pentagone.
  • un hexaèdre est un polyèdre à six faces. Il existe un hexaèdre régulier : le cube.
  • un icosaèdre est un polyèdre contenant exactement 20 faces dont chacune est un triangle équilatéral.
  • une pinacoïde est une forme « ouverte » délimitée par 2 faces parallèles.
  • un octaèdre est un polyèdre à huit faces dont chacune est un triangle équilatéral.
  • un rhomboèdre est un parallélépipède dont les faces sont des losanges.
  • un scalénoèdre est un polyèdre irrégulier dont les faces forment des triangles dont les trois côtés sont inégaux.
  • un tétraèdre est un polyèdre dont les faces sont quatre triangles.
  • un trapézoèdre est un solide dont les faces sont des trapèzes.

Les cinq polyèdres réguliers convexes (solides de Platon) sont: le tétraèdre, l'hexaèdre(ou cube), l'octaèdre, le dodécaèdre et l'icosaèdre :

• Termes utilisés en cristallographie:
  • trigonale qualifie une forme construite sur une base à 3 côtés.
  • tétragonale qualifie une forme construite sur une base à 4 côtés.
  • ditrigonale qualifie une forme construite sur une base à 6 côtés.
  • holoaxe qualifie un cristal qui possède tous ses axes de symétrie.
  • l'holoédrie est la propriété d'un cristal dont la symétrie est exactement celle du réseau périodique qui lui correspond.
  • la mériédrie est la propriété d'un cristal dont la symétrie est inférieure à celle du réseau périodique qui lui correspond. Elle est divisée en:
    • hémiédrie, ou mériédrie d'ordre 2
    • tétartoédrie, ou mériédrie d'ordre 4
    • ogdoédrie, ou mériédrie d'ordre 8

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