Cristal
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En chimie , minéralogie et la science des matériaux , un cristal est un solide dans lequel les constituants des atomes , molécules , ou ions sont emballés dans un régulièrement ordonné, répétition du motif se étendant dans les trois dimensions spatiales.
Le mot cristal provient du mot grec κρύσταλλος (de krystallos) signifiant clairement la glace , comme il a été pensé pour être une forme particulièrement solide de l'eau . Le mot désignait autrefois particulièrement quartz , ou «cristal de roche».
La plupart des métaux rencontrés dans la vie quotidienne sont polycristaux. Les cristaux sont souvent imbriqués pour former symétriquement jumeaux cristal.
Crystal structure
Qui la structure cristalline de la formeront fluide dépend de la composition chimique du fluide, les conditions dans lesquelles il est en cours de solidification, et également sur la pression ambiante. Procédé de formation d'une structure cristalline est souvent appelée cristallisation.
Bien que le processus de refroidissement se traduit généralement par la génération d'une matière cristalline, sous certaines conditions, la fluide peut être congelé dans un état non cristallin. Dans la plupart des cas, il se agit de refroidir le fluide si rapidement que les atomes ne peuvent pas voyager à leur treillis des sites avant qu'ils ne perdent la mobilité. Un matériau non cristallin, qui n'a pas ordre à longue distance, est appelé amorphe, vitreux, ou vitreux matériel. Il est également souvent désigné comme un solide amorphe, bien qu'il existe des différences marquées entre les solides et les verres: notamment, le processus de formation d'un verre ne libère pas le chaleur latente de fusion. Pour cette raison, thermodynamique, de nombreux scientifiques considèrent matériaux vitreux être visqueuses liquides plutôt que solides , même si ce est un sujet controversé; voir l'entrée sur le verre pour plus de détails.
Les structures cristallines se produisent dans toutes les classes de matériaux, avec tous les types de liaisons chimiques . Presque tous existe métal dans un état polycristallin; métaux amorphe ou monocristallin doivent être produits par synthèse, souvent avec beaucoup de difficulté. Ionique cristaux liés peuvent former lors de la solidification du sels, soit à partir d'un fondu ou fluide lorsqu'elle se condense à partir d'une solution. Cristaux liés de manière covalente sont également très fréquents, exemples notables étant le diamant , la silice , et graphite. Les matériaux polymères sont généralement former des régions cristallines, mais le longueurs des molécules empêche généralement une cristallisation complète. La faiblesse des forces de Van der Waals peuvent également jouer un rôle dans un cristal la structure; par exemple, ce type de liaison contient de manière lâche ensemble des hexagonales en feuilles -patterned graphite.
La plupart des matériaux cristallins ont une variété de défauts cristallographiques. Les types et les structures de ces défauts peuvent avoir un effet profond sur les propriétés des matériaux.
Autres significations et caractéristiques
Depuis la découverte initiale, faite en 1982 par Dan Shechtman, l'acceptation du concept et le mot quasicristal ont conduit la Union internationale de cristallographie de redéfinir le cristal terme signifie «tout solide ayant un diagramme de diffraction essentiellement discret ', décalant ainsi l'attribut essentiel de cristallinité de l'espace de mesure de l'espace de Fourier. Dans la famille des cristaux on distingue entre les cristaux traditionnels, qui sont périodiques à l'échelle atomique, et des cristaux apériodiques qui ne sont pas. Cette définition plus large adoptée en 1996 reflète la compréhension actuelle que la périodicité microscopique est une condition suffisante mais pas une condition nécessaire pour cristallinité.
Bien que le terme «cristal» a un sens précis dans la science des matériaux et la physique du solide, familièrement "cristal" se réfère à des objets solides qui présentent bien définis et des formes géométriques souvent agréables. En ce sens du mot, de nombreux types de cristaux sont trouvés dans la nature. La forme de ces cristaux dépend des types de liaisons moléculaires entre les atomes de déterminer la structure, ainsi que sur les conditions dans lesquelles ils formés. Flocons de neige , diamants , et le bon sel sont des exemples courants de cristaux.
Certains matériaux cristallins peuvent présenter des propriétés électriques particulières tels que le effet ferroélectrique ou la effet piézoélectrique. En outre, la lumière passant à travers un cristal est souvent réfractée ou plié dans des directions différentes, la production d'un gamme de couleurs ; cristal optique est l'étude de ces effets. Dans périodique structures diélectriques une gamme de propriétés optiques uniques peuvent être attendus comme sciées en des cristaux photoniques.
La cristallographie est l'étude scientifique des cristaux et la formation de cristaux.
Les roches cristallines
Inorganique question , si libre de prendre cette état physique sous lequel il est le plus stable, a toujours tendance à cristalliser. Crystalline roche masses ont consolidée à partir aqueux solution ou en fusion à partir de magma . La grande majorité des roches ignées appartiennent à ce groupe et le degré de cristallisation dépend essentiellement des conditions dans lesquelles ils solidifié. Ces roches comme le granit , qui sont refroidis très lentement et sous de fortes pressions, sont complètement cristallisés, mais beaucoup de laves ont été répandu à la surface et on refroidit très rapidement; dans ce dernier groupe, une petite quantité de amorphe ou vitreux question est fréquente. D'autres roches cristallines, le évaporites tels que sel gemme, gypse et certains calcaires ont été déposés dans une solution aqueuse, principalement en raison de évaporation dans arides climats . Encore un autre groupe, les roches métamorphiques qui comprend le marbres, micaschistes et quartzites; sont recristallisés, ce est-à-dire, ils étaient au premières roches fragmentaires, comme calcaire, schiste et grès et ne ont jamais été dans un l'état fondu ni entièrement en solution. Les conditions élevées de température et de pression de métamorphisme avoir agi sur les effacer leurs structures d'origine, et d'induire une recristallisation à l'état solide.
