| Titre : | Minéralogie : connaître et reconnaître les minéraux ; cristallographie, cristallochimie, techniques d'identification |
| Auteurs : | Frédéric Hatert, Auteur |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Paris [France] : Ellipses, DL 2015 |
| Collection : | Technosup (Paris), ISSN 1275-3955 |
| ISBN/ISSN/EAN : | 978-2-340-00776-5 |
| Format : | 1 vol. (331 p.) / ill. / 26 cm |
| Note générale : | Bibliogr. p. 330-331. Index |
| Langues: | Français |
| Index. décimale : | 549 |
| Catégories : | |
| Sommaire : |
Avant-propos ................................................................................................................. 3
Table des matières ......................................................................................................... 5 Introduction ................................................................................................................... 8 Définition du cristal .................................................................................................... 8 Définition du minéral .................................................................................................. 9 Chapitre I: Cristallographie géométrique ................................................................ 11 1. La symétrie cristalline ........................................................................................... 11 1.1. Opérations et éléments de symétrie ............................................................... 12 1.2. Les 7 systèmes cristallins .............................................................................. 17 1.3. Les 32 classes cristallines .............................................................................. 20 1.4. Illustration de morphologies cristallines caractéristiques .............................. 22 2. Le réseau cristallin ................................................................................................ 24 2.1. Les travaux de René-Just Haüy ..................................................................... 24 ????/DWKpRULHUpWLFXODLUHG¶$XJXVWH%UDYDLV ....................................................... 26 2.3. Les 14 modes de réseau de Bravais ............................................................... 34 2.4. Axes hélicoïdaux et plans de glissement ....................................................... 41 2.5. Les réseaux plans........................................................................................... 43 2.6. Les 230 groupes spatiaux .............................................................................. 45 3. La notation des faces et la projection stéréographique ......................................... 46 3.1. La notation de Miller ..................................................................................... 46 3.2. La loi de symétrie .......................................................................................... 51 3.3. La projection stéréographique ....................................................................... 52 3.4. La formule fondamentale du calcul cristallographique ................................. 57 4. Les édifices cristallins complexes ........................................................................ 59 4.1. Les macles ..................................................................................................... 59 4.2. Les assemblages à axes parallèles ................................................................. 62 4.3. Les assemblages épitaxiques ......................................................................... 63 Chapitre II: Cristallochimie ....................................................................................... 64 1. Principes de cristallochimie .................................................................................. 64 1.1. Energie du réseau .......................................................................................... 64 1.2. Volume ionique ............................................................................................. 65 1.3. Coordination .................................................................................................. 67 1.4. Règles de Pauling .......................................................................................... 70 2. Phénomènes cristallochimiques ............................................................................ 72 2.1. Isotypisme et homéotypisme ......................................................................... 72 2.2. Solutions solides et isomorphisme ................................................................ 76 2.3. Polymorphisme .............................................................................................. 79 3. Structures cristallines types .................................................................................. 80 3.1. Les éléments natifs ........................................................................................ 80 3.2. Les sulfures ................................................................................................... 82 3.3. Les oxydes et hydroxydes ............................................................................. 83 3.4. Les halogénures ............................................................................................. 85 6 3.5. Les carbonates ............................................................................................... 86 3.6. Les sulfates et phosphates ............................................................................. 87 3.7. Les silicates ................................................................................................... 87 Chapitre III: Identification macroscopique des minéraux .................................... 104 ??&ULWqUHVG¶LGHQWLILFDWLRQPDFURVFRSLTXHGHVPLQpUDX[....................................... 104 1.1. Faciès cristallin et texture ............................................................................ 105 1.2. Pseudomorphisme ....................................................................................... 106 1.3. Clivages et cassures ..................................................................................... 107 1.4. Dureté et densité .......................................................................................... 108 1.5. Couleur et éclat ............................................................................................ 110 1.6. Autres propriétés organoleptiques ............................................................... 111 2. Minéralogie systématique ................................................................................... 111 2.1. Les éléments natifs ...................................................................................... 112 2.2. Les sulfures et sulfosels ............................................................................... 114 2.3. Les oxydes et hydroxydes ........................................................................... 124 2.4. Les halogénures ........................................................................................... 131 2.5. Les carbonates ............................................................................................. 133 2.6. Les sulfates et tungstates ............................................................................. 139 2.7. Les phosphates, arséniates et vanadates ...................................................... 142 2.8. Les silicates ................................................................................................. 144 Chapitre IV: Examen des minéraux au microscope polarisant ............................ 162 1. Symétrie optique ................................................................................................. 164 1.1. Propagation de la lumière dans les cristaux isotropes ................................. 164 1.2. Propagation de la lumière dans les cristaux anisotropes ............................. 166 1.3. Symétrie optique et symétrie géométrique .................................................. 171 2. Examen des minéraux transparents en lumière transmise .................................. 174 2.1. Examen en lumière simplement polarisée ................................................... 175 2.2. Examen en lumière polarisée analysée ........................................................ 182 2.3. Examen en lumière convergente ................................................................. 192 3. Examen des minéraux opaques en lumière réfléchie .......................................... 205 3.1. Examen en lumière simplement polarisée ................................................... 206 3.2. Examen en lumière polarisée analysée ........................................................ 213 3.3. Examen en lumière convergente ................................................................. 215 3.4. Autres critères de détermination .................................................................. 216 Chapitre V: Diffraction des rayons X ..................................................................... 221 1. Nature du rayonnement X ................................................................................... 221 1.1. Production des rayons X .............................................................................. 222 1.2. Interaction des rayons X et de la matière .................................................... 229 2. La diffraction des rayons X par les cristaux ....................................................... 234 2.1. Intensité diffusée par un électron libre ........................................................ 235 2.2. Intensité diffusée par un atome ................................................................... 235 2.3. Intensité diffusée par un cristal : le facteur de structure .............................. 238 ??/HUpVHDXUpFLSURTXHHWODVSKqUHG¶(ZDOG ......................................................... 242 3.1. Le réseau réciproque ................................................................................... 242 ????/DVSKqUHG¶(ZDOGHWODVSKqUHOLPLWH ......................................................... 246 3.3. Diffraction à partir de plans de points réciproques ..................................... 248 7 4. La symétrie du réseau cristallin .......................................................................... 250 4.1. Les 11 groupes de Laue ............................................................................... 250 4.2. Les absences systématiques ......................................................................... 251 4.3. Position des atomes par rapport aux éléments de symétrie ......................... 253 5. La méthode des poudres ..................................................................................... 254 5.1. Principe et instruments ................................................................................ 254 5.2. Identification des composés ........................................................................ 256 5.3. Affinement des paramètres cristallographiques .......................................... 264 5.4. Affinements structuraux par la méthode de Rietveld .................................. 266 5.5. Quantification des proportions de phases présentes dans un mélange ........ 270 ??7HFKQLTXHVG¶pWXGHGHPRQRFULVWDX[ ................................................................. 270 6.1. La méthode de rotation ................................................................................ 271 6.2. La méthode de Weissenberg ........................................................................ 277 7. Le diffractomètre à quatre cercles ...................................................................... 287 7.1. Géométrie du diffractomètre ....................................................................... 287 7.2. Montage et centrage du cristal ..................................................................... 289 7.3. Collecte des données ................................................................................... 290 ???&RUUHFWLRQVG¶DEVRUSWLRQHWUpGXFWLRQGHVGRQQpHV ..................................... 292 7.5. Détermination du groupe spatial et de la structure cristalline ..................... 293 Chapitre VI: Microscopie électronique ................................................................... 295 1. Interactions électrons-matière ............................................................................. 295 2. Le microscope électronique à balayage .............................................................. 297 2.1. Principe du microscope électronique à balayage ......................................... 297 2.2. Préparation des échantillons ........................................................................ 300 2.3. Les électrons rétrodiffusés ........................................................................... 302 2.4. Les électrons secondaires ............................................................................ 305 3. Le spectromètre EDS .......................................................................................... 307 3.1. Production des rayons X .............................................................................. 307 3.2. Le détecteur EDS......................................................................................... 308 3.3. Le spectre EDS ............................................................................................ 310 3.4. Le QEMSCAN ............................................................................................ 311 4. La microsonde électronique ................................................................................ 317 4.1. Principe du spectromètre WDS ................................................................... 317 4.2. Principe de la microsonde électronique ....................................................... 319 4.3. Préparation des échantillons ........................................................................ 319 4.4. Analyse chimique quantitative .................................................................... 319 Index ........................................................................................................................... 324 Bibliographie ............................................................................................................. 330 |
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