Les systèmes cristallins : Organisation spatiale de la matière 1

On peut réaliser ces 7 modèles des systèmes cristallins à l'aide de six techniques :
-1-en dessinant à une échelle déterminée(carrés de 4 centimètres de cotés, et rectangles 4x6 cm par exemple) chaque surface développée sur du carton de vieilles boîtes à chaussures par exemple ; puis, après les découpages externes , il suffit de réaliser les pliages et ensuite d'effectuer les collages sur les surfaces prévues représentées en vert pâle sur le graphique ci-dessus . Cette méthode est astucieuse, car elle permettra d'obtenir des modèles sur lesquels on pourra dessiner les traces des plans de symétrie et les petites facettes .Ces modèles favoriseront la mise en place des axes de symétrie à l'aide d'épingles piquées dans le carton autour desquelles on pourra faire pivoter, tourner le modèle .
-2-en découpant dans du polyéthylène de vieux emballages (on peut en trouver dans les poubelles, dans les rues), avec un cutter à la condition de savoir bien s'en servir, car sa manipulation peut-être dangereuse .Ce découpage sera réalisé selon les modèles dessinés sur la première ligne( n°1) de la figure ci-dessous . On pourra les découper dans une section carrée de 6x6 cm environ; trouvée dans un emballage toute prête ou découpée dans une plaque rectangulaire .
-3- en découpant dans des plaques de caoutchouc mousse présent dans certain emballages .
-4- en découpant dans un tasseau de bois tendre (du sapin par exemple) les modèles comme précédemment, avec une lame de scie à métaux .Ce procédé est moins dangereux que le précédent si l'on est pas très habile de ses mains!
-5-en découpant avec une lame de scie à métaux un panneau de plâtre utilisé pour les cloisons des maisons . On peut aussi couler(gâcher) du plâtre liquide dans un moule en matière plastique(emballage) ou réalisé en carton que l'on découpera ensuite avec une lame de scie et que l'on transformera à l'aide d'une râpe
-6-on peut aussi utiliser du fil de fer souple de 1 à 3 millimètres de section que l'on pliera avec une pince selon les arêtes des prismes représentant les modèles des 7 systèmes cristallins .



(Réaliser un clic gauche sur le graphique et sur les images de cristaux pour les agrandir et ensuite sur la flèche "précédente" pour revenir sur la page du texte) .
.
Quelque soit le matériau que vous allez utiliser pour réaliser les modèles matériels des 7 systèmes cristallins, il est nécessaire d'avoir ou de confectionner une barre à section carrée , dont la section sera de 4x4 centimètres, 6x6 ou8x8 selon ce que vous avez pu acquérir ; ce n'est pas important du moment que la section soit carrée . Les 2 dimensions du carré seront appelées "a" et les longueurs découpées dans la barre : "c" .
Prenons, par exemple une barre en plâtre de 6x6 cm de section donc carrée, découpée par sciage dans un panneau , en partie cassé, récupéré dans un chantier de logement .
Il suffit de reporter 6cm dans le sens de "c"(longueur de cette barre), scier bien perpendiculairement à l'axe de cette barre, et on obtient un cube qui sera notre premier modèle.
Nous pourrions réaliser la même chose en découpant une matière plastique ou de la mousse compacte .
Ce cube, parallélogramme à 6 faces carrées égales, strictement perpendiculaires entre elles, sinon il n'appartiendrait plus au système cubique, est appelé :Hexaèdre en cristallographie, science de l'étude des cristaux . Beaucoup de minéraux cristallisent dans ce système dans la nature et artificiellement dans les laboratoires et dans l'industrie : quelques exemples pour le moment avant de faire leurs études en relations avec les différents contextes géologiques ; le cuivre natif et le cuivre industriel où un atome de cuivre se situe à chaque sommet du cube quelque soient les conditions de genèse (de formations, naturelles ou artificielles) .
Dans le cas du carbone, deux possibilités peuvent exister en fonction des conditions de température et de pression . Dans le diamant, à très hautes températures et très hautes pressions, les atomes de carbone se placent (forment un réseau cubique) aux 8 sommets du cube .Dans des conditions de température et surtout de pression plus basses les atomes de carbone vont former un réseau hexagonal, et nous aurons affaire alors à un minéral appelé :Graphite . Autant le diamant sera très dur (le degré de dureté le plus élevé pour les cristaux naturels égal à 10 dans l'échelle de dureté), autant le graphite sera tendre et sera utilisé comme lubrifiant dans l'industrie ,sa structure en feuillets hexagonaux permettra des glissements importants dans un plan de clivage (plan de rupture très facile perpendiculaire à "c") à suivre, Gerboise

-en haut à gauche :microphotographie d'une section passant par le centre d'un cristal millimétrique de feldspath plagioclase (silico-aluminate de calcium et de sodium) appartenant au système triclinique montrant l'hétérogénéité interne du cristal . Elle sera expliquée par la suite car elle constitue un témoin des conditions de croissance de ce minéral , (provenant d'une éruption explosive d'un volcan Indonésien ), dans les zones internes du système volcanique , figées (refroidies très rapidement) (lors de l'éruption brutale dans l'atmosphère .
-en bas à gauche :macrophotographie d'un petit octaèdre de fluorine (fluorure de calcium) cristallisant dans le système cubique .Cette forme cristalline, constituée de 8 faces qui sont situées perpendiculairement aux 4 axes de symétrie A3 , s'est développée dans les conditions de croissance très particulières en présence de "vapeurs acides " très riches en fluor . Dans ces conditions les 6 faces du cube (hexaèdre) perpendiculaires aux 3 axes A4 sont absentes, car cette direction de croissance est extrêmement rapide . (Plus la croissance dans une direction donnée est lente, plus les faces sont largement développées perpendiculairement à cette direction et, au contraire, ces faces n'apparaissent pas lorsque cette vitesse de croissance est très rapide) .
-à droite une macrophotographie d'un ensemble de très petits octaèdres rougeâtres (système cubique) de cuprite (oxyde de cuivre) dont on peut observer la couleur réelle, car très souvent leurs surfaces sont altérées après la croissance en malachite (carbonate de cuivre) leur donnant une couleur d'un beau vert diapré, ici absente car cet ensemble de petits cristaux appartient à un gisement de cuivre natif .

Nous allons aborder, aujourd'hui, un thème essentiel, central du dessein imaginé, puis élaboré par Gerboise pour notre blog .Il s'agit de la représentation géométrique dans l'espace .Ce concept est nécessaire et doit intervenir pratiquement dans tous les contextes de la connaissance .

.

Cette perception de l'organisation des "choses " (de tout ce qui existe, matériel et virtuel ) dans les trois dimensions du volume environnemental, à toutes les échelles d'observation : de notre système solaire, à notre planète, jusqu'à l'agencement des atomes et des molécules dans les cristaux et les matériaux amorphes(non cristallisés) du monde matériel et vivant, est plus qu'utile, elle est indispensable . Notre entendement a besoin , pour sa représentation personnelle du monde qui l'entoure de ce repère, pour se situer et structurer toutes les informations , "les sensations", que ses sens reçoivent et lui font connaître .

A suivre : pour les commentaires des images et du graphique ci-dessus, à bientôt Gerboise .