Crystallographie

“ On doit distinguer, dans ces cristallisations minérales, trois modes particuliers.
1°. Les cristallisations régulières, telles que celles du quartz ou cristal de roche, des grenats, tourmalines, topazes, rubis, diamans..., celles du fluor, des calcaires, des substances métalliques pures ou minéralisées...
2°. Les cristallisations confuses, telles que celles du quartz en masse, du pétrosilex, de la lydienne..., des marbres, des pierres calcaires compactes, du gypse en masse, des substances métalliques en masse, pures ou minéralisées. ”

“ En effet, dans la cristallisation la production d'une face A est due à l'action de forces ne dépendant évidemment que du milieu cristalligène, c'est-à-dire du milieu où se produit la cristallisation et du milieu cristallisé. ”

“ Dans les formes convexes du cristal, les faces
qui tendent à s'élargir dans la cristallisation sont, on l'a vu, celles pour lesquelles la solubilité est maxima. La solution, saturée pour d'autres faces voisines, B, C, ne dépose rien sur A, qui s'étend ainsi aux dépens des faces voisines moins solubles et les faits disparaître. Ici, dans des formes concaves, si de plusieurs faces A'B'C', c'est A' qui présente la solubilité maxima, la dissolution de matière sur A' tend au contraire à augmenter B' et C' aux dépens de A'. ”

“ Il semblerait au contraire que, par exemple dans la cristallisation par dissolution, une seule forme, celle qui correspond au maximum absolu de solubilité, dût tendre à exister aux dépens de toutes les autres.
On peut préciser davantage, et comprendre comment la forme stable dans des conditions données de cristallisation peut être une combinaison de plusieurs formes simples. L'idée est due à Curie. La voici, mise sous une forme un peu plus précise et plus générale (M. Jouguet) : Un cristal est en équilibre en présence de sa solution. ”

“ Lorsqu’un cristal est en voie de formation, dit Prin-ceteau dans sa thèse d’agrégation, si l’on vient à troubler le liquide dans lequel il se forme et grandit par les dépôts successifs de la matière cristallisable, la formation du cristal est arrêtée ou déviée dans sa marche. ”

“ D'après la définition ci-dessus nous appellerons cristal aussi bien un fragment quelconque de cette masse, ou encore une masse cristallisée homogène dépourvue de faces planes (telle que les cristaux de quartz des granites qui, ayan comblé des vides dans une matière solide, ont pris la forme de ces vides et n'ont jamais de formes polyédriques propres) .
2e Remarque. — Il n'y a sans doute, dans la nature, aucune masse cristallisée qui soit rigoureusement homogène, non plus qu'il n'y a de gaz ou de liquides rigoureusement homogènes. ”

“ Dans la nature, tous les corps cristallisés sont limités par une surface que l'on peut considérer comme passant par les centres de gravité des molécules limites, c'est-àdire que cette surface ne laisse aucun centre de gravité à l'extérieur de l'espace qu'elle détermine. En général, cette surface est quelconque, mais dans certains cas elle se décompose en plans et le corps cristallisé forme ce qu'on appelle un cristal et les plans qui limitent le corps cristallisé s'appellent les faces du cristal. ”

“ La cristallisation s’opère quelquefois par l’addition et la combinaison des nouvelles substances : il se forme alors des sels à double base, à triple base..., qui cristallisent parce qu’ils exigent plus d’eau de cristallisation, tels que les différens prussiates. ”

“ Il en est de même des cristaux de carbonate de chaux. La structure irrégulière, due à diverses causes, se manifeste surtout dans les substances non cristallines ou mal cristallisées, c'est-à-dire composées d'une réunion confuse de molécules; le
plus souvent ce sont des agrégations de grains (structure granulaire) , de lamelles (structure lamellaire) , de fibres (structure fibreuse) , de feuillets (structure schisteuse) , etc. Certains Minéraux ont la propriété de se laisser traverser par les rayons lumineux; on les dit transparents, tels sont le cristal de roche, le gypse, etc. ”

“ Cette réfutation, tout la développe et la complète. Dans - le cristal, l'accroissement se fait par juxtaposition, par mouvement extérieur; dans l'être vivant, par intussusception, par mouvement interne; la réparation s'opère de même, ici par le dehors, là par le dedans. Le cristal ne dévie jamais; dès que le corps dissous ou en fusion se cristallise, l'opération se fait invariable et mathématique : les conditions extérieures peuvent empêcher une cristallisation ; elles ne feront pas qu'un cristal change, sur un point, ses arêtes géométriques. Il en est tout autrement pour l'être vivant ”

“ Quand, malgré les mauvaises conditions où se présente une solution, la cristallisation s'est cependant effectuée, on remarque que le cristal, non seulement renferme des impuretés, mais perd sa régularité, ou encore cristallise dans un système qui ne lui est pas habituel. ”

“ La cristallisation est, selon vous, l’action par laquelle les molécules intégrantes d’un minéral se réunissent après avoir été dissoutes dans un fluide ? Que ce fluide soit brûlant ou glacé, peu m’importe, et je déclare qu’à l’égard des substances primitives vous n’en savez pas plus long que moi. Moi, j’admets l’ignition du monde primitif ; mais, si je t’accorde l’existence d’un foyer encore actif, je déclare qu’il brûle au centre d’un diamant qui est le noyau de la planète. ”

“ Dans chaque molécule matérielle qui a été soumise à la cristallisation, nous reconnaissons l’action des lois immuables qui régissent les forces polaires et les affinités chimiques, et qui ont imposé à tous les corps cristallisés une série fixe de formes et de compositions, définies. ”

“ La cristallisation nous apparaît comme la forme de groupement, que prennent les particules d'une même substance, lorsque, soustraites à toute influence extérieure, elles obéissent uniquement à leurs forces d'attraction et de répulsion réciproques. C'est pourquoi nous réalisons pratiquement la cristallisation d'une substance, en la mettant dans des conditions telles que ces particules puissent acquérir le maximum d'indépendance et de mobilité : soit en disséminant celles-ci à l'état de dissolution ou de matière volatile dans un liquide, un bain de fusion ou un véhicule gazeux ”

“ La puissance des mots est telle que cette seule expression de molécule a suffi pour introduire en cristallographie et pour lier, à tort, à la théorie des réseaux, l'hypothèse suivante : le cristal est composé de « molécules cristallographiques » plus ou moins complexes, mais bien définies et distantes les unes des autres, parallèles et distribuées aux nœuds d'un réseau. ”

“ Avant de se solidifier, la masse qui constitue la formation primitive s'est trouvée réduite à ses molécules élémentaires.
La cristallisation ne peut s'opérer que de deux manières, par la sublimation des molécules élémentaires produite par l'action du calorique, ou par la suspension de ces mêmes molécules dans un liquide. Mais toujours dans l'un comme dans l'autre cas, la cristallisation exige, comme condition préalable et essentielle, que les matières se trouvent réduites à leurs molécules
élémentaires. ”

“ Hypothèse réticulaire de la structure du cristal.
Le réseau considéré ci-dessus n'est qu'un procédé géométri- , que d'expression de la loi d'Haüy, de même qu'en chimie l'atome n'est d'abord qu'un procédé d'expression de la loi des.
proportions multiples simples. Est-il possible, comme pour l'atome en chimie, d'en faire la base d'une théorie de la structure du cristal et de lui attribuer une réalité physique ?
Il faut pour cela que l'hypothèse soit d'accord avec tous les
faits connus. ”

“ En réalité, aucun des faits de la cristallographie n'autorise à croire que les particules premières du cristal, atomes ou molécules chimiques, sans doute déjà distantes entre elles, commencent ainsi par se grouper en petites masses -bien définies et immobiles, véritables unités physiques ayant une existence propre, qui s'espaceraient ensuite elles-mêmes à des distances beaucoup plus grandes que leurs dimensions pour former le réseau. ”

“ Il en est des crystaux de roche, comme de ceux de spath calcaire ; ils se forment, toutes les fois que leurs principes fortement divisés et atténués sont charriés par l’eau et déposés avec toutes les circonstances que demande la nature pour que la crystallisation ait lieu. ”

“ La structure cristalline peut exister sans la forme cristalline ; il en est ainsi toutes les fois qu'une substance s'est accumulée dans un espace limité; je citerai l'exemple du quartz dont la solidification et la cristallisation, dans le granité, ont suivi celles du feldspath et du mica ”

“ Une foule d'édifices cristallins qui ont la forme d'un cristal simple cubique, sénaire, etc., et qui par suite, au premier abord, semblent être des cristaux simples homogènes de symétrie plus ou moins élevée, sont en réalité composés de n orientations., maclées entre elles, d'une substance cristalline homogène de symétrie moindre, mais dont le réseau a pour symétrie approchée la symétrie de la forme extérieure de l'ensemble. ”

“ En ce qui concerne en particulier les formes extérieures, toute face symétrique d'une autre par rapport à un axe, plan ou centre de symétrie du cristal jouit exactement des mêmes propriétés qu'elle. Elle a même éclat, même dureté, et notamment mêmes raisons de se produire dans telles conditions. De sorte qu'en général on voit exister ensemble, et développées à peu près également, toutes les faces symétriques d'une même face par rapport à tous les éléments de symétrie du cristal. ”

“ Il faut maintenant rechercher l’origine et la composition des mêmes substances qui sont entrées dans la formation des terrains secondaires [1] .
On peut supposer, et les faits qui accompagnent les cristallisations prouvent, que, lors de la formation successive des terrains primitifs, toutes les substances, dont ils sont composés, n’ont pas cristallisé ; car on trouve, dans ces terrains primitifs, d’assez grandes quantités d’argile, sous forme terreuse. Ces argiles contiennent de la silice, de l’alumine, du fer oxidé ; quelquefois, de la chaux, de la magnésie... ”

“ La cristallisation dans ces corps naturels paroît se faire suivant les mêmes loix que la cristallisation des sels dans le laboratoire du Chimiste. L'aggrégation lente des parties homogenes & constituantes des corps , accompagnée de certaines circonstances , les fait passer de l'état de fluides à celui de solides. La preuve incontestable que les cristaux , même ceux de roche, ont d'abord été dans un état de fluidité, se tire des corps étrangers , tels que les gouttes d'eau , des insectes , des plantes > des métaux , d'autres corps étrangers , &c. qui s'y trouvent souvent renfermés. ”

“ La cristallisation a souvent fait affecter à ces substances un tissu fibreux comme à quelques hornblendes, hornblende-schiffer, à d’autres, un tissu feuilleté comme aux schistes primitifs, à quelques cornéennes, et enfin, à d’autres un grain fin et serré comme aux pétrosilex, aux lydiennes... ”

“ Pour expliquer le phénomène de la cristallisation, les savants admettent que tous les corps sont formés de parties infiniment petites appelées molécules, et que ces molécules, qui se disposent pêle-mêle et sans aucun ordre chez les substances amorphes, s'agencent, au contraire, suivant une architecture géométriquement régulière, chez celles qui sont cristallisées. ”

“ La cristallisation est une manière d’acquisition de forme spécifique. L’architecture géométrique de l’individu minéral n’est guère moins merveilleuse ni moins caractéristique que celle de l’individu vivant. La forme anatomique désigne l’animal ou la plante : de même la forme cristalline fournit le signalement de l’individu et en permet la diagnose. Cette forme est adéquate à sa substance et aux circonstances ambiantes où elle se produit : elle est la condition d’équilibre matériel correspondant à une situation donnée. ”

“ Ces mouvemens ont dû influer sur cette cristallisation générale.
Dans cette combinaison des fluides, et cette cristallisation générale, il dut se dégager des quantités immenses de calorique...
Il était possible que les forces des molécules, qui ont formé les grands globes, fussent en général dans un parfait équilibre ; pour lors la masse était dans un repos absolu, et, n’avait aucun mouvement, ni de rotation, ni de progression, comme sont, par exemple, nos substances pierreuses, métalliques... ”

“ En effet, la matière première du globe à nous connue , le granit est constitué de radicaux primitifs comburés, d'oxides de métaux terreux, silicium , calcium, aluminium, etc., fondus et cristallisés. Toute substance travaillée par le feu ou dissoute par l'eau peut se cristalliser plus ou moins. La cristallisation devient ainsi la forme primordiale de toute substance inorganique; car, même dans les corps organisés, tout ce qui reste à l'état cristallin et concret ne vit pas actuellement ( des sels , des acides, la stéarine, l'urée, etc.) ”

“ Quand les élémens de la pâte n'ont plus pu se cristalliser, on peut, ce semble, concevoir qu'il a dû arriver ce qui arrive par fois dans les dépôts cristallisés de nos laboratoires'; que certains élémens se trouvant à côté les uns des autres, ont encore pu se réunir pour former un corps régulier. De là, divers cristaux engagés dans là masse de la pâte de ces roches.
La difficulté de la cristallisation , croissant de plus en plus, la silice., l'alumine et la magnésie, ont dû peu à peu et insensiblement cesser de former et du Quartz, et du Feldspath, et du Mica. ”

“ Ils sont en réalité de révolution, et ne présentent ni les propriétés discontinues (faces planes notamment) qui définissent l'état cristallin, ni surtout l'homogénéité qui définit le cristal. Tout au plus pourrait-on leur attribuer, très hypothétiquement, l'état cristallin en considérant comme un cristal chacune des petites fibres qui les constituent. Mais d'une part toute preuve manque de l'existence de propriétés discontinues ”