Géologie 4

 

2.5 Application : Etude particulière des silicates contenus dans les minéraux silicatés

Rappel

La quantité de minéraux composant l'écorce terrestre est représentée dans le diagramme en secteur ci-dessous. On constate que seuls 8% des minéraux ne sont pas des silicates. On en distingue plusieurs familles dont on va étudier la nature.

 

  

 

Règles de Pauling

 

La formation  des cristaux à partir d'ions simples répond à des règles empiriques simples dites règles de Pauling. Autour de chaque cation sont disposés des anions qui occupent les sommets d'un polyèdre. La nature du polyèdre (dit polyèdre de coordination) est défini par le rapport du rayon du cation par le rayon de l'anion (Rc/Ra). Les formes sont les plus compactes possibles. Les liaisons entre les polyèdres sont moins stables lorsqu'elles se font par les arêtes ou les côtés; les polyèdres sont donc généralement associés par les sommets. 

La forme d'un polyèdre dépend du rapport entre le rayon ionique du cation (Rc) et le rayon ionique de l'anion. Les différentes formes possibles en fonction du rapport des rayons ioniques sont présentées dans le tableau ci-dessous.

 

 

Rapport Rc/Ra

Nombre de coordination

Géométrie

Aspect du polèdre*

 <0,155

2

ligne

A

 0,155

3

triangle

 B

 0,255

4

tétraèdre

 

C

 

 

 

 0,414

6

octaèdre

 

D

 0,732

8

cubique

 

E

 1,0

12

cubo-octaèdre

 

F

* Images

A

 

 

 

 

 

 

B

C 

 

D

 

F

 

Les éléments les plus courants dans la croûte terrestre sont donnés dans le tableau suivant :  

Element

%poids

%volumique

poids moléculaire de loxyde (g/mol)

Rayon de l'ion
(Angström)

O

46,60

93,8

 

1,40

Si

27,72

0,9

60,09

0,42

Al

8,13

0,5 

101,96

????

Fe

5,00

0,4

Fe2+   71,85

0,74

 

 

 

Fe3+  159,70

0,64

Ca

3,63

1,0

56,08

0,99

Na

2,83

1,3

61,99

0,97

K

???

1,8

94,20

1,33

Mg

2,09

0,3

40,31

0,66

Ti

 

 

 

 

Mn

 

 

70,94

0,80

H

 

 

18,02 (H2O)

 

F

 

 

38,00 (F2)

 

   

 On constate que les éléments les plus abondants sont l'oxygène et le silicium; les minéraux les plus abondants seront donc les oxydes de silicium, dits silicates

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Date de dernière mise à jour : 05/10/2012