Quelles origines physico-chimiques ?
La cristallisation : approche physique
La cristallisation est un phénomène physique et non chimique (contrairement à ce que l'on pourrait croire) se matérialisant par la formation de cristaux dans divers milieux en saturation : c'est la cristallogénèse.
Un cristal est un solide ionique comportant une forme géométrique établie à répartition symétrique des atomes. Les cristaux ont, à notre échelle, un état assez désordonné. Cela provient de différents facteurs intervenant lors de leur formation (pression, température ambiante, présence d'impuretées, condensation... ).
Pourtant on peut distinguer une périodicité de motifs à l'échelle des atomes qui se répètent indéfiniment. Ces motifs réguliers sont ceux qui pavent un plan sans laisser d'espaces (triangles, carrés et hexagones).
Dans un cristal (réseau et contenu chimique) les atomes, constituants de la matière, s'arrangent les uns par rapport aux autres de façon périodique : le matériau est constitué d'un même motif élémentaire (maille) qui se répète dans toutes les directions de l'espace. La maille-période élémentaire est la répétition périodique de cet arrangement de base qui constitue le réseau de translation du cristal (structure atomique).
Modèle atomique du cristal de quartz. Les sphères bleues représentent les atomes d’oxygène et la sphère jaune est l’atome de silicium.
En effet, le cristal d’une espèce minérale donnée est formée d’un empilement de molécules semblables à la molécule intégrante. On en a déduit la loi de constance des angles : l'angle formé par deux faces déterminées d'un cristal est constant pour tout échantillon d'une même espèce minérale, à température et à pression identique.
La formation des cristaux n'obéit donc pas au hasard mais à un principe de construction physique : la cristallisation.
Ce principe est gouvernée par les 2 facteurs thermodynamique et cinétique, ce qui rend cette étape extrêmement variable et difficile à contrôler. Des facteurs tels que le degré d'impureté, le type d'agitation, le design du réacteur et les profils de refroidissement peuvent avoir un impact majeur sur la taille, le nombre et la forme des cristaux obtenus.