Des édifices ordonnés : les cristaux

L’organisation moléculaire étant déjà connue, ce thème aborde une autre forme d’organisation de la matière : l’état cristallin qui revêt une importance majeure, tant pour la connaissance de la nature — minéraux et roches, squelettes, etc. — que pour ses applications techniques. La compréhension de cette organisation fournit l’occasion de développer des compétences de représentation dans l’espace.

Le chlorure de sodium solide (présent dans les roches, ou issu de l’évaporation de l’eau de mer) est constitué d’un empilement régulier d’ions : c’est l’état cristallin. Plus généralement, la structure microscopique d’un cristal conditionne certaines de ses propriétés macroscopiques, notamment la masse volumique.

Un composé de formule chimique donnée peut cristalliser sous différents types de structures.

Ainsi les minéraux se caractérisent par leur composition chimique et leur organisation cristalline. Une roche est formée de l’association de cristaux d’un même minéral ou de plusieurs minéraux.

Des structures cristallines existent aussi dans les organismes biologiques (coquille, squelette, calcul, etc.).

Dans le cas des solides amorphes, l’empilement d’entités se fait sans ordre géométrique. C’est le cas du verre. Certaines roches volcaniques contiennent du verre, issu de la solidification très rapide d’une lave.