Qu'est-ce qu'un solide cristallin?
Un solide cristallin est un type de matière dont les atomes, les ions ou les molécules sont disposés selon un motif de répétition régulier et tridimensionnel appelé réseau. Le fait d’avoir ses unités constitutives ainsi disposées confère à un solide cristallin certaines caractéristiques physiques qui peuvent varier en fonction du motif. Tous les cristaux tombent dans l'une des sept formes de base possibles. Certaines de ces formes ont plus d’un motif de réseau possible, il y en a 14 au total.
Les unités d’un réseau solide cristallin, qu’il s’agisse d’atomes, d’ions ou de molécules, sont liées les unes aux autres, ce qui confère au solide une structure solide. Ce cadre régulier rend les cristaux particulièrement résistants à la compression. Ils peuvent être cassés ou écrasés avec suffisamment de force, bien sûr, mais il est très difficile de les comprimer. Certains types de liaisons sont plus solides que d'autres, mais tous les cristaux présentent cette propriété dans une certaine mesure. Le réseau d'un cristal est constitué d'unités appelées cellules, les plus petites unités répétitives du réseau.
Le cadre en treillis régulier confère à certains types de cristaux une force énorme. Le diamant, bien connu comme étant la substance naturelle la plus dure au monde, doit sa dureté à la manière dont les atomes de carbone qui forment sa structure s’emboîtent dans son réseau cristallin. Les autres solides cristallins courants sont le sucre, le sel gemme et certains grains de sable comme ceux de quartz. Les solides cristallins se trouvent dans la nature sous la forme de nombreux types de gemmes et de minéraux précieux, voire de certaines matières organiques.
Les cristaux se déclinent en sept formes de base. Ces formes se rencontrent rarement dans la nature sous une forme géométrique parfaite, mais les cristaux d'une substance particulière formeront toujours sa forme caractéristique ou composites de plus d'une. Trois des formes cristallines de base sont des solides rectangulaires réguliers, cubiques ou à angle droit. Une quatrième forme est un solide hexagonal et les trois autres sont des solides rectangulaires dont certaines arêtes se rejoignent à des angles autres que quatre-vingt-dix degrés. Certaines substances peuvent former des formes de cristaux composites, mais toutes sont des combinaisons des sept formes de cristaux de base.
Dans les formes cristallines de base, 14 réseaux différents sont possibles. Les réseaux désignent la manière particulière dont les atomes, les ions ou les molécules sont disposés dans le cristal, le type de réseau affectant la forme du cristal. Ces réseaux aident également à déterminer les propriétés physiques du cristal, telles que son éclatement, sa réfraction ou sa courbure, la lumière qui le traverse et son point de fusion.