LETTRE NEUVIEME

I. Ce que sont le* crlstanx. — II. Structure cristalline. — III. Conditions nécessaires à la formation des cristaux. — IV. Propriétés inhérentes il la structure cristalline i Spath d’Islande» — V. Forme fondamentale propre de tonte substance cristallisée. — VI. Immense variété dans les formes des cristaux»

toutes réductibles à un petit nombre de types: formes simples et formes combinées. — VII.

Agrégats de cristaux.

I, Si tu prends une forte solution — soit de nitre, soit d’alun de roche» ou bien de-sel amer, de sulfate de cuivre, ou de sucre, — et si tu l’abandonnes dans un bassin à l’évaporation libre, tu verras au bout d’un certain temps, grâce à la continuelle quoique lente déperdition de l’eau dissolvante, se déposer au fond du vase la matière auparavant dissoute. A peine cette déperdition a-t-elle atteint une certaine limite, que commencent à apparaître ça et là, puis à se multiplier, s’agrandir, se rencontrer des particules dont la forme présente tous les ca-

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ractères de solides géométriques circonscrits par des faces planes et luisantes comme des joyaux sortis des mains de l’ouvrier. Tu peux rendre plus intéressante cette expérience, en tenant plongée dans une solution concentrée d’alun de roche, une corbeille tissée à larges mailles avec du fil métallique enveloppé de soie qu’on emploie souvent à l’ourdissage des coiffes et des chapeaux : l’alun de roche se rassemblera autour du fil , et en peu de temps la corbeille en sera tout enjolivée.

Ce que tu fais en petit par ces expériences, s’est fait dans de bien plus grandes proportions . dans le vaste laboratoire de la nature.

Parmi les curiosités naturelles que le touriste parvenu au sommet de nos Alpes, regarde avec des yeux émervillés, et que, de retour dans sa patrie lointaine, il conserve comme un souvenir des émotions variées éprouvées dans ses pérégrinations, figurent les beaux groupes de cristal de roche. Ce nom leur vient de ce que les anciens les croyaiènt formés de*glace durcie (1). Depuis longtemps cependant on connaît la vraie substance dont ils sont formés, —

le silex pur, — et depuis longtemps aussi ce • «

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(1) Le mot grec krustallos , dérivé de kruos , froid, équivaut précisément au mot français glace.

nom de cristal a été appliqué à toutes les formes polyédriques (2) prises par une multitude de corps pendant leur solidification, — leur manquât-il même le principal caractère de cette vague et lointaine analogie avec la glace — la diaphanéïté. Ce beau minéral qui ressemble tant à l’or et que je t’ai fait connaître sous le pyrite®), — les oxydes de fer, le sulfure do plomb, le cuivre, l’argent, l’or, lorsqu’ils se présentent sous forme naturelle de polyèdres géométriques — sont considérés comme en cristaux ou cristallisés.

L’étude des cristaux est d’une importance telle, qu’une branche de la science lui est spécialement consacrée. Toutes les substances, en effet, qui sont susceptibles de prendre spontanément dans leur solidification une forme cristalline, sont d’habitude étudiées et décrites dans cet état, — qui pour elles est considéré comme l’état parfait et normal, — de même que pour décrire une plante on choisit l’époque de sa pleine floraison. Cette méthode est généralement reçue, car chaque substance acquiert dans

(2) C’est-à-dire à, plusieurs faces.

(3) Du grec pur ou pwitès (feu) nom vulgaire de quelques sulfures métalliques (combinaison naturelle du soufre avec un métal quelconque). M. Landrin en cite dix- sept.

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la cristallisation des formes tellement constantes et propres, que dans la pluralité des cas, la seule inspection de ces formes peut faire exactement reconnaître la substance elle-même ; -* en second lieu , parce qu’un même corps présente à l’état de cristal toutes les propriétés qu’il avait à l’état de poussière ou de masse informe, et de plus d’autres qualités nouvelles; — enfin parce que la condition de cristal est un caractère de la pureté (dans le sens chimique) du corps lui-même.

IL Mais l’idée d’un cristal est trop imparfaitement représentée par la seule condition de forme. Qu’on prenne, par exemple, un morceau de silex, massif, amorphe (4), et que par des facettes artificielles on imite avec la plus grande exactitude un cristal de roche, on ne pourra cependant pas dire qu’on a réduit effectivement ce morceau de silex en cristal.

Tous les cristaux possèdent une structure interne déterminée, — conséquence du procédé de leur formation selon des lois imprescriptibles — et c’est même là leur caractère le plus important, car la forme peut être et est rétellement en plusieurs cas simulée, altérée Ou non dévelopée, tandis que la structure des cristaux

(4) C'est-à-dire sans forme.

ne l’est jamais. Grâce à cette condition, tous les cristaux, frappés en certaines directions, se rompent de manière à présenter une surface de cassure plane, lisse, brillante plus encore que les facettes naturelles extérieures; au lieu que, frappés autrement, la fracture qui en résulte est raboteuse, irrégulière. Les ouvriers qui travaillent les diamants ont été les premiers à utiliser cette propriété des cristaux. Ils préparent en effet les nouvelles facettes des diaments, — ou, comme on dit, — ils les brillantent, en en faisant sauter des écailles, mettant ainsi à découvert autant de faces qui n'existaient pas auparavant; les joailliers français appellent cette opération le clivage.

III. Nous devons considérer les cristaux comme constitués de lames superposées les unes aux autres avec un ordre constant pour chaque espèce, et chaque lame comme formée elle-même par des rangs de molécules polyèdres également disposées avec un ordre invariable. Les cristaux ne se peuvent former qu'à la condition que la matière dont ils se composent passe tranquillement à l'état solide, de manière à permettre à ses^molécules de s'attirer et de se réunir par leurs facettes. Si le retour de cette matière de l'état fluide à l’état solide se fait rapidement et en tumulte, il se pro-

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duira, au lieu d’une masse cristalline, un bloc tout à fait informe. Il peut cependant y avoir une condition intermédiaire, c’est-à-dire que la matière elle-même peut se solidifier d’une manière qui ne sera ni- suffisamment tranquille pour produire des cristaux bien développés et bien déterminables, ni assez violente pour troubler entièrement la tendance des molécules à leur conjonction régulière; en pareil cas, il manque à la matière déposée la forme mais non pas la structure cristalline. D’im même sirop, suivant que l’évaporation est lente ou précipitée, tu obtiendras ou du sucre candi en très-beaux cristaux , ou un amas irrégulier à lamelles brillantes comme le sucre en pain.

Dans les matériaux solides de l’écorce terrestre, les grandes masses minérales avec la simple structure cristalline sont très-fréquentes : . — les cristaux d’un grand volume et bien formés sont relativement très -rares. Le granit, que dans ma lettre précédente j’ai eu déjà l’occasion de te nommer, le granit est le plus bel exemple que je puisse te citer à ce propos. Ses composants ordinaires , intimement mélangés, possèdent une structure évidemment cristal-^ line, mais ce n’est que dans les vides, dans les cavités de la roche, qu’ils se développent eux-' mêmes en cristaux bien déterminés. La craie

ou pierre à chaux. Je marbre de Carrare, le spath (1) calcaire, ne sont que trois variétés d’une môme substance : — la première compacte et informe; — la seconde avec une texture évidemment cristalline, semblable à celle du sucre en pain , d’où lui vient précisément le nom do marbre saccharoïde; — la troisième en beaux et souvent très-volumineux cristaux.

IV. Puisque je viens de le nommer le spath calcaire, je vais le prendre pour exemple afin de te démontrer quelques-unes des lois que je viens d’exposer sur les cristaux. Avant tout, je te dirai que peu de substances minérales sont propres autant que celle-ci pour mettre en évidence ce qu’on appelle la structure des cristaux. De quelque façon que tu diriges des coups de marteau sur des échantillons de spath calcaire, tu en détacheras toujours des fragments qui auront la forme de rhomboïdes (solides à six faces rhomboédriques égales), ou des lames visiblement formées par des agrégats de rhom-

(1) Ce nom de spath , donné par les mineurs Slaves , s’applique à plusieurs substances minérales qui présentent une évidente structure lamellaire. On a dans la nature le fer spathique, le bruni-spath, le spath pesant, le spath fluor, etc. Cette môme désinence du nom d’une substance, — \e feldspath, — est due à, cette condition de structure:

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boïdes. Il y a aussi une sorte particulière de cette substance, appelée spath, d'Islande, qu’on trouve en morceaux volumineux, diaphanes , très-facilement réductibles par le clivage en gros rhomboïdes. Dans ceux-ci, nous voyons se vérifier une merveilleuse propriété acquise par la pierre à chaux à son passage à la condition de cristal : — cette propriété consiste à doubler l’image des objets vus à travers deux faces opposées du rhomboïde. Tu n’as qu’à placer un de ces rhomboïdes de spath d'Islande sur un ligne droite tracée sur une feuille de papier : en regardant cette ligne à travers le cristal, tu ne verras pas seulement une image de la ligne, mais deux; et en faisant subir au cristal des mouvements de rotation horizontale, tu verras varier la distance de ces deux images; — cette distance deviendra très-grande dans la direction de la grande diagonale du rhombe, tandis que dans la direction de la petite diagonale les deux images se rapprocheront jusqu’à se confondre. Je ne puis ici développer toutes les raisons et toutes les applications de ce singulier phénomène, connu sous le nom de double réfraction. Persuade-toi seulement que la forme particulière et la structure du cristal lui-même, — et non pas sa nature chimique, — en sont la cause; et, eu effet, ce

phénomène d’optique se peut également vérifier dans toute autre substance qui présentera la même forme cristalline — le rhomboïde.

V. La variété des formes géométriques sous lesquelles peut se présenter une même substance est bien grande. Qu’il te suffise, par exemple, de savoir que vers le commencement de ce siècle, le comte de Bournon put livrer à la publicité un ouvrage en trois volumes in-4°, composé tout exprès , pour décrire 700 variétés de formes du spath calcaire! Si ce fait te semble contredire tout ce que je t’ai enseigné au commencement de cette lettre touchant la possibilité de déterminer exactement par la seule forme des cristaux la nature de la substance qui les compose, toute espèce de doute va cesser, dès que tu sauras qu’il y a toujours, dans la série des formes sous lesquelles on peut trouver une substance donnée, une forme dominante, fondamentale, — comme serait pour le spath calcaire le rhomboïde — qu’on obtient immanquablement au moyen du clivage. En insistant sur cet exemple, je te dirai que ce rhomboïde fondamental du spath calcaire se distingue du rhomboïde de tant d’autres substances par la valeur de ses angles -. et cela d'une manière constante et siïre. Dans d’autres substances dont la forme est un

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prisme , c'est au contraire la proportion de la hase avec la hauteur qui varie suivant la nature des substances mêmes. Les cubes seuls, les octaèdres, les dodécaèdres réguliers, n’étant susceptibles d’aucune variation , ne se prêtent pas à une méthode si simple et si certaine de distinction des substances cristallines.

VI. Cependant, bien que les formes des cristaux semblent varier sans limites et comme au caprice du hasard, il est possible de les ramener toutes à un nombre de types ou de systèmes très-restreints, dont chacun comprend plusieurs formes diverses possédant pourtant quelques propriétés communes — formes qu’on rencontre très-souvent ensemble.

Servons-nous encore pour exemple du spath calcaire. On rencontre cette espèce minérale le plus communément en rhomboèdres tantôt aigus (voir fig. 1), tantôt obtus (üg. 2), en pris-

mes hexagones, soit simples, soit diversement terminés (fig. 5).

Ainsi que te l'enseigne la géométrie élémentaire, le rhomboèdre présente 8 angles solides , 6 d’une sorte , 2 d'une autre. Qu’on dispose le cristal de telle sorte que l’axe tendu entre ces deux angles soit vertical : — cet axe est variable dans sa longueur, puisqu’il y a, ainsi que je te l'ai déjà dit, des rhomboèdres aigus et des rhomboèdres obtus. Cet axe est perpendiculaire à trois autres axes égaux entre eux et horizontaux, qu’on peut supposer dans le rhomboèdre lui-même. Nous pouvons imaginer le même système d’axes dans le prisme hexagone fon peut*même inscrire dans celuici un rhomboèdre avec des axes communs aux deux formes. Cela est suffisant pour que le rhomboèdre et le prisme hexagone se rangent dans un même type cristallin. Ces deux formes

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se trouvent, en effet souvent combinées. Si,

dans la figure 5, tu supposes agrandies les faces J1 jusqu’à limiter un espace et à faire disparaître les faces A, tu obtiens un rhomboèdre parfait.

Le cristal de roche appartient au môme système cristallin, et se présente d’ordinaire comme dans la fig. 3, sous forme de prismes

Fia. 3.

hexagones terminés par des pyramides hexagones : — ou bien encore avec les pyramides tellement développées qu’elles font complètement disparaître les faces du prisme, comme dans la fig. 6 : — on obtient alors en pareil

cas un dodécaèdre bi-pyramidal. Maintenant, si dans ce dodécaèdre tu agrandis les faces A jusqu’à faire disparaître les faces B, tu arrives au rétablissement d’un rhomboèdre; et de même en opérant sur les faces B de manière à faire disparaître les faces A. Le dodécaèdre bi-pyramidal peut donc être considéré comme formé par une combinaison de deux rhomboèdres. L’émeraude appartient aussi au même système, et on la trouve souvent sous la forme représentée par la fig. 4, dans laquelle tu vois

combinées ensemble les faces verticales du prisme hexagone A , les faces du dodécaèdre bi-pyramidal B, les bases du prisme hexagone G.

L’aimant et la pyrite appartiennent à un type cristallin bien différent, caractérisé par ceci, que dans toutes les formes qui lui appartiennent il est possible d’imaginer trois axes perpendiculaires et égaux entre eux. Les formes domi-