Les cristaux

CRISTAUX

Les cristaux sont des matériaux solides dont les atomes se disposent selon une structure précise, ordonnée et périodique dans l'espace. Ils sont constitués d'une unité fondamentale, dite cellule élémentaire, qui se répète indéfiniment dans les trois dimensions de l'espace. La répétition des cellules élémentaires forme une structure géométrique, dite réseau cristallin, qui détermine l’essentiel des propriétés et des caractéristiques du cristal. Cependant, toutes les structures géométriques ordonnées et périodiques ne sont pas des réseaux cristallins. En effet, ces derniers doivent jouir de propriétés de symétrie particulières, qui les distinguent des autres structures géométriques. En tout, il n'existe que 14 types de réseaux cristallins possibles, divisés en 7 groupes, ou classes de symétrie, qui comprennent les réseaux ayant des propriétés de symétrie semblables. La plupart des matériaux solides présents sur la Terre sont des cristaux. Les exceptions les plus communes sont les verres et les roches volcaniques qui, tout en étant des solides, ne possèdent pas la structure microscopique ordonnée et périodique typique des cristaux. Parfois l'ordre microscopique se reflète aussi dans l'aspect macroscopique des cristaux. Ils se présentent alors comme des solides géométriques ayant des faces et des arêtes régulières. Dans d'autres cas, les solides sont constitués de l'agrégation de cristaux très menus et, par conséquent, présentent une forme irrégulière même si leur structure atomique est ordonnée.

L'aspect et les propriétés des cristaux sont multiples et très différentes d'un cristal à l'autre. Certains sont très durs, d'autres en revanche sont tendres et friables ; certains sont transparents, d'autres opaques. Certains cristaux sont des conducteurs de courant électrique, tandis que d'autres sont isolants. Une classification, non rigoureuse, des cristaux peut être faite sur la base de la liaison chimique prédominante dans leur structure. Selon ce critère, on peut distinguer les cristaux en molécules avec des liaisons hydrogène, ioniques, covalentes et métalliques. Ces derniers, communément appelés métaux, sont particulièrement importants. Les caractéristiques de brillance, de résistance mécanique et de ductilité typiques des métaux, ainsi que leur propriété d'être d'excellents conducteurs du courant électrique et de la chaleur, sont dues à leur structure microscopique et à leur liaison chimique particulière, la liaison métallique, qui ne peut s'établir qu'à l'intérieur de ces matériaux.