Minéralogie
Nous savons tous que les matériaux de notre planète sont constitués d'éléments chimiques, comme l'hydrogène, l'oxygène, le fer, le nickel, etc.... Nous les retrouvons dans le tableau périodique des éléments de Mendeleiev. L'atome consiste en un noyau central composé de protons (charges positives) et de neutrons (aucune charge), entouré d'électrons (charge négative) qui gravitent autour du noyau. Toute la masse est concentrée dans le noyau, les électrons ayant une masse négligeable. La masse atomique d'un atome est donc donnée par la masse du noyau, soit le nombre de protons + le nombre de neutrons. Chaque atome possède un numéro atomique qui est donné par le nombre de protons. |  Atome |
Fondamental : Les édifices cristallins
Au dessus de l'atome, la matière est constituée de molécules, formées d'un assemblage d'atomes liés entre eux par deux principaux types de liens :
les liaisons ioniques, assurées par un transfert d'électron(s) d'un atome à l'autre (exemple du sel (NaCl))
les liaisons covalentes, les atomes s'unissent en partageant des électrons (exemple, des gaz hydrogène (H2)).
Les minéraux
Dans la structure des roches, les minéraux se positionnent au-dessus des molécules. Ils sont donc constitués d'atomes et de molécules, et se définissent sur deux critères indissociables :
la composition chimique
la structure atomique.
De manière simplifiée, on peut considérer que les minéraux constituent une matière ordonnée.
Exemple : Halite ou Chlorure de sodium
 halite ou chlorure de sodium | Le minéral halite est un bon exemple de l'espèce minérale. Sa composition chimique est NaCl, le chlorure de sodium (le sel de table!). La structure atomique du minéral halite est dite cubique, car l'arrangement des atomes, en alternance régulière entre les Cl et les Na, forme une trame cubique. |
Attention :
Pour certains minéraux on admet des variations dans leur composition chimique. En effet, certains ions peuvent être remplacés par d'autres.
Par exemple, l'olivine a la composition chimique (Fe,Mg)2 SiO2, cela signifie que la proportion entre le fer et le magnésium peut varier. Les substitutions d'ions dans les minéraux sont en grande partie contrôlées par la taille et la charge des ions.
La maille
La maille est le plus petit volume de matière cristallisée conservant toutes les propriétés géométriques, physiques et chimiques du cristal et contenant suffisamment d'atomes pour respecter sa composition chimique.
La répétition de cette maille de manière périodique dans les trois dimensions constitue le réseau cristallin.
7 systèmes cristallins différents existent :
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Cubique (base carrée - face carrée) | Hexagonal (base hexagone - face rectangle) | Orthorhombique (base rectangle - face rectangle) | Quadratique (base carrée - face rectangle) | Monoclinique (base rectangle - 2 faces rectangle - 2 faces parallélogramme) | Rhomboédrique (bases et faces losanges) | Triclinique (bases et faces parallélogramme) |
Fondamental : Les minéraux : description et identification
Les critères d'identification des minéraux sont les suivants :
Couleur (lorsque la roche est mouillée et à sec) → Critère couleur[1]
Éclat (métallique, non métallique, vitreux, terreux, terne, lustré, etc) → Critère éclat[2]
Densité (faible, moyenne ou forte) – reliée au poids (en général les roches mafiques-foncées sont plus lourdes car elles contiennent du Fe et Mg)
Propriétés optiques (opaque, translucide)
Textures (grenue, microgrenue ou aphanitique), c'est une propriété reliée à la vitesse de cristallisation
Magnétisme (les roches mafiques contiennent plus de minéraux susceptibles)
Effervescence au HCl (acide) - calcite dans le calcaire
Dureté → [1]Critère dureté[3]
Trait (couleur différente de celle qui est présente , par exemple : olivine verte qui fait un trait blanc; la pyrite jaune= trait noir)
Forme cristalline (apparence) : Halite (sel) est cubique, quartz est hexagonal, etc. → Critère forme[4]
Clivage : plan de faiblesse des minéraux (mica : en feuillets...) → Critère cassure / clivage[5]
9 minéraux, dont 7 seulement représentent plus de 98% de la surface de la Terre. Il s'agit de 6 silicates et 2 carbonates et 1 sulfate :
|  Structure de base des silicates |
Complément :
Les usages des minéraux sont très variés : Tableau des minéraux et de leurs usages.
