CHAPITRE n

structure des corps inorganisés.

I Comidéraiions générales.

Les corps inorganisés se présentent à nous , tantôt sous la forme polyédrique ou de cristaux, tantôt à l'état amorphe, qui est lui-même variable en raison de l'arrangement plus ou moins irrégulier des molécules ; ils affectent la forme de cristaux, quand ils passent lentement de l'état liquide ou gazeux à l'état solide. Les cristaux sont des solides à faces planes, dont le nombre est plus ou moins considérable, mais qui peuvent toujours se rapporter à des cristaux simples appelés formes primitives. Deux surfaces planes se rencontrent suivant des lignes droites appelées arêtes • les pointes où aboutissent les arêtes sont les sommets des cristaux.

Linné est le premier qui ait annoncé que les cristaux étaient le résultat de forces constantes, et que leur étude devait être prise en considération dans la description des substances. Rome de i'Isle s'empara de cette idée, et décrivit, dans un ouvrage publié en 17 72, un grand nombre de cristaux, la plupart inconnus, en donnant la mesure de leurs angles; il fit oi même temps connaître ce fait fondamental, que ces angles étaient les mômes dans la même variété, et essaya de lier entre elles les diverses formes cristallines d'un même minéral.

Bergman et Haûy observèrent en même temps la cassure lamelleuse de quelques cristaux, et les directions constantes quelle suit dans tous ceux qui appartiennent à une même variété. Le premier se borna à en tirer quelques inductions relatives à la structure des cristaux , tandis que le second étendit ce résultat à toutes les espèces susceptibles de le présenter, et établit une théorie au moyen de laquelle il fit dépendre toutes les formes cristallines de la même espèce d'une forme primitive, ce qui lui permit de mesurer les angles avec plus d'exactitude qu'on ne l'avait fait jusque-là. Ce principe de la forme primitive n'a pas toute la généralité que lui supposait Haiiy, qui, néanmoins, est regardé comme le fondateur de la théorie cristal lographi-

que; mais avant de la développer, exposons les propriétés générales des ci'istaux.

A l'exception du tétraèdre, les cristaux ont ordinairement leurs faces parallèles deux à deux. Les plans qui composent les cristaux sont, en général, ordonnés sj^métriquement. soit tous ensemble, soit partiellement par rapport à une ligne appelée axe. Cette ligne passe toujours par le centre du cristal et par deux angles opposés, ou par les centres de deux faces opposées, ou bien encore par les centres de deux arêtes opposées. Un grand nombre de substances cristallisées jouissent de la propriété de se laisser diviser ou cliver dans des directions planes avec plus ou moins de facilité. Souvent même on ne fait que soupçonner le clivage à l'aspect des stries ou lignes tracées sur les faces des cristaux. Ces indices sont même quelquefois si faibles, qu'on ne peut les déterminer qu'au moyen de reflets produits , quand on expose le cristal à une vive lumière. Pour effectuer le clivage , on se sert d'un instrument tranchant que l'on incline dans le sens présumé de la lame que l'on veut enlever, et sur lequel on frappe un coup sec avec un marteau.

Un cristal présente ordinairement plusieurs clivages : l'antimoine fondu en a jusqu'à dix ; il y a des cristaux qui n'en ont qu'un ou deux. 11 est des clivages qui tous ont le même degré de netteté dans tous les sens, comme la chaux fluatée et la galène (plomb sulfuré) en sont des exemples. La première en a quatre parallèles aux faces d'un octaèdre régulier, et la seconde trois dans des directions rectangulaires. Ces clivages sont une conséquence de la forme des cristaux ; car il n'y a pas de motif pour que l'un d'eux soit plus facile dans un sens que dans un autre. Dans les substances dont le système cristallin ne dépend pas de l'octaèdre régulier, du cube et du rhomboèdre , les clivages n'ont pas la même netteté dans différents sens. Ainsi, la chaux sulfatée, qui dérive d'un prisme rhomboidal oblique, en a trois, dont un très-facile et deux autres beaucoup moins, qui laissent à découvert des faces dépourvues d'éclat. Dans les substances qui ont des clivages nombreux , comme la chaux carbonatée , on remarque souvent qu'ils sont partagés en ordres différents par rapport à leur degré de netteté. On observe d'abord, en effet, un clivage triple très-facile, et plusieurs autres, triples ou sextuples, qui le sont beaucoup moins. Ces derniers ont été appelés clivages surnuméraires par Haiiy. La réunion desplans de clivage et les annotations relatives à leur netteté doivent être prises eu considération par le physicien, car la réunion de ces plans constitue une forme géométrique intérieure constante, et les annotations mon-

CONSTITUTION MOLECULAIRE. 26'/

trent que la force d'agrégation qui produit le groupement des molécules n'est pas la même dans les différents sens de clivage. Nous ajouterons que les différentes formes cristallines d'une substance appartenant au même système cristallin, sont toujours liées entre elles par des rapports symétriques, et que les divers solides formés de la réunion des clivages de différents ordres, ont entre eux des rapports géométriques analogues. On appelle système cristallin d'un minéral l'ensemble des lois symétriques principales auxquelles les différentes parties de ses formes cristallines paraissent assujetties.

Exposons les faits qui peuvent nous éclairer sur la structure des cristaux, abstraction faite de toute supposition , de toutes idées théoriques, sur le groupement ou l'arrangement des molécules auquel on rapporte les formes variées que présente souvent un même minéral.

Toutes les formes cristallines d'une même substance appartenant à un même système cristallin , peuvent être rapportées à une forme unique, appelée /orme primitive par Hatiy, et que l'on extrait la plupart du temps par le cjivage ou un refroidissement brusque , ou que l'on peut déterminer par des considérations géométriques. Voici comment Haûy parvint à extraire la première fois, d'un cristal prismatique de chaux carbonatée, le rhomboèdre obtus, forme primitive de cette substance. Un cristal prismatique de chaux carbonatée (pi. I, fig. 1,3), s'étant détaché par hasard d'un groupe, Haùy remarqua que la fracture qiù s'était faite à l'endroit ou le cristal tenait à ce groupe, avait laissé à découvert une face nette et polie abcd qui remplaçait une des arêtes de la base. Il en conclut que l'on devait considérer cette face comme faite suivant un des joints naturels du cristal. Il reconnut encore que le plan de cette face était sensiblement incliné de la même quantité, tant sur la base du prisme que sur la face adjacente. Ayant produit de semblables clivages sur les arêtes des deux bases, il reconnut qu'il n'y en avait que trois, parmi les six dont ces bases se composaient, qui se prêtassent à cette opération, et encore ces six plans étaient parallèles deux à deux. En continuant la di\ ision jusqu'à ce que toutes les faces du prisme aient disparu , il obtint un rhomboèdre obtus ss' (pi. I, fig. 2), dont les faces, prises vers un même sommet, étaient inclinées d'environ 101°, 5, c'est-à-dire que ce rhomboèdre était précisément celui que l'on obtietit en clivant des lames de spath calcaire. On voit ce rhomboèdre inscrit dans lé cristal prismatique (pi. I, fig. 3). Haiiy conclut de cette observation (qu'il étendit à d'auti'es variétés plus ou moins complexes de chaux carbonatée), que toutes ces variétés renfermaient un noya»

268 TBAITÉ DE PHYSIQUE.

absolument semblablp à celui qu'il avait obtenu avec le prisme bexaèdre, noyau qui de^'ait être considéré comme la forme primitive. Telles sont les bases de son système de cristallographie, dont il a suîaI toutes les conséquences aveclaplus grande sagacité ; maisavant d'indiquer quelles sont ces conséquences, nous allons décrire les moyens employés pour mesurer les angles plans et les angles qui déterminent les inclinaisons des faces, sans lesquels il ne serait pas possible de pénétrer profondément dans la constitution ou la structure des cristaux.