# La structure de l'halite ou sel gemme NaCl, SVT, Hervé Kempf, Lycée de l'Elorn скачать в хорошем качестве

# La structure de l'halite ou sel gemme NaCl, SVT, Hervé Kempf, Lycée de l'Elorn

STRUCTURE DU SEL. Le sel commun ou chlorure de sodium de formule brute NaCl, cristallise naturellement en bord de mer à partir de l’évaporation de l’eau de mer ou dans les plaines désertiques salines comme celles des chotts tunisiens. Les marais salants comme ceux de Guérande, sont des constructions humaines millénaires souvent littorales destinées à favoriser l’évaporation de l’eau de mer et la cristallisation du sel marin, récolté par les paludiers de mi-juin à mi-septembre. La couleur rosée ou saumon de l’eau des œillets est due à la prolifération d’une microalgue verte halophile, Dunaliella salina, dont les carotènes orangés la protège des UV et dont la concentration en glycérol lui permet de vivre dans ce milieu très salé donc hyper-osmotique. Un réseau d’étroits canaux sinueux appelés étiers amène par gravité l’eau de mer lors des marées de moyenne et de vives eaux jusqu'à une vasière de décantation puis à différents bassins d’évaporation, appelés corbier et fares pour être finalement conduite par les adernes dans des bassins de récolte profonds de quelques mm, appelés cristallisoirs ou œillets alimentés par de fins saulniers. Durant tout ce long trajet sinueux, l’eau de mer circule lentement dans des bassins de faible profondeur et s’évapore sous l’action de la chaleur et du vent. Sa salinité augmente régulièrement pour passer de 35 à 280 grammes par litre dans les œillets de récolte. Les cristaux de sel se forment relativement rapidement et précipitent au fond de la mince couche d'eau saturée au centre de l’œillet. Le sel est un minéral donc un solide inorganique ionique, naturel, homogène, qui possède une composition chimique définie par l’association d’atomes de sodium de symbole Na et de chlore de symbole Cl, et une structure atomique ordonnée caractéristique de son état cristallin. Le cristal d’halite ou sel gemme est un minéral dont la croissance aboutit à un solide cubique macroscopique avec les formes géométriques parfaitement définies de l’espèce minérale Chlorure de Sodium Na+Cl-. Pour comprendre les caractéristiques physiques et chimiques du sel il faut rechercher avec un logiciel de visualisation 3D comme MinUSc l’explication à l’échelle nanoscopique dans l’arrangement spatial des 2 atomes de sodium et de chlore qui le constitue. Dans les modèles cristallins d’halite, les atomes de Chlorures Cl- en vert de rayon ionique 0,18 nm sont environ 2 fois plus gros que les atomes de sodium Na+ en violet de rayon ionique 0,09 nm. Dans ce 1er modèle, on observe un nanocristal d’halite. En faisant varier le mode d'affichage "Sphères", « Bâtonnets » et « Fil de fer », on remarque que l’arrangement géométrique des atomes de sodium Na+ et des chlorures Cl- forme un cube, lui-même composé de cubes plus petit jusqu’au plus petit cube possible qui est appelé maille élémentaire ici cubique de 0,563 nm de côté. C’est la répétition dans les trois directions de l'espace de cette maille élémentaire nanométrique qui forme le réseau cristallin puis les macrocristaux cubiques blancs caractéristiques du sel gemme. Avec ce deuxième modèle cristallin, on observe en 3D la maille élémentaire de l’halite en mode « Fil de fer » « Bâtonnets » et "Sphères" avec l’affichage de la charge ionique. La maille est le plus petit parallélépipède de matière cristallisée qui conserve toutes les propriétés géométriques du minéral notamment la loi des angles, et qui contient suffisamment d’atomes pour respecter sa composition chimique brute. La maille est caractérisée par ses 3 dimensions a, b et c selon les 3 axes orthogonaux, x, y et z et ses 3 angles : alpha entre b et c, bêta entre a et c et gamma entre a et b. Les dimensions de la maille cubique de l’halite sont fixées par celles des atomes de Na+ et Cl- et par leurs interactions ioniques. La maille cubique de l’halite mesure donc 5,640 angströms soit 0,564 nm et ses angles sont égaux à 90°. Les mailles empilées dans l'espace dessinent le réseau cristallin issu de la translation de la maille élémentaire dans les trois directions de l’espace. Pour connaître la maille élémentaire, il faut tenir compte des atomes situés sur les bords de la maille qui sont partagés avec les mailles voisines et qui donc ne doivent donc pas être comptés comme ceux de l'intérieur de la maille. Ainsi, sur une face, un atome est partagé entre 2 mailles, sur une arrête, entre 4 mailles et sur un sommet entre 8 mailles. En observant la maille dans l’espace, on peut calculer le nombre d’atomes qui constitue la maille élémentaire : un atome Cl- au centre, 6 atomes Na+ sur les faces, 12 atomes Cl- sur les arêtes et 8 atomes Na+ sur les sommets de la maille. Le total montre qu’il y a, par maille, autant d'atomes de Na+ et de Cl- ce qui confirme l'équilibre des charges et la neutralité globale de l’halite de formule brute Na+Cl-. Avec l’onglet formule on affiche le polyèdre de coordination : chaque atome Na+ est entouré de 6 atomes Cl- qui occupent les sommets d'un octaèdre et inversement. H Kempf