Classification minérale de Nickel-Strunz : Explication des éléments natifs

Classification minérale de Nickel-Strunz : Explication des éléments natifs

Introduction aux éléments natifs

Les éléments ou minéraux natifs comprennent des matériaux bien connus comme l'or, l'argent et les diamants. Ces éléments naturels possèdent des propriétés uniques qui les distinguent des autres classes de minéraux. La classification de Nickel-Strunz des éléments natifs permet de mieux comprendre la formation et les caractéristiques de ces fascinantes merveilles géologiques.

Que sont les éléments natifs ?

Les minéraux natifs sont définis comme des minéraux mono-élémentaires ou des alliages métalliques naturels. Parmi les 118 éléments connus figurant dans le tableau périodique, seuls 19 existent à l'état natif. Cela signifie qu'ils peuvent former une structure cristalline sans se combiner à d'autres éléments. Les éléments natifs partagent certaines caractéristiques (avec quelques exceptions, bien sûr). Tous les éléments natifs sont chimiquement inertes, c'est-à-dire non réactifs. Cette inertie leur permet de former des minéraux composés d'un seul type d'atome. Les éléments natifs les plus connus sont l'or (Au), l'argent (Ag), le diamant (C) et le soufre (S).

La classe minérale des éléments natifs

La classe des minéraux des éléments natifs se divise en trois groupes : les métaux, les semi-métaux et les non-métaux. Chaque groupe présente des propriétés et des caractéristiques uniques.

Métaux

Le groupe des métaux des éléments natifs peut être divisé en trois sous-groupes : le sous-groupe de l’or, le sous-groupe du platine et le sous-groupe du fer.

Sous-groupe Or

Le sous-groupe de l'or comprend non seulement l'or, mais aussi l'argent, le cuivre (Cu) et le plomb (Pb). Ces métaux sont relativement mous, malléables et ductiles, avec des points de fusion bas. Ils sont également de bons conducteurs d'électricité et de chaleur.

Sous-groupe Platine

Le sous-groupe du platine, également appelé éléments du groupe du platine (EGP), comprend six éléments aux propriétés similaires : le ruthénium (Ru), le rhodium (Rh), le palladium (Pd), l’osmium (Os), l’iridium (Ir) et le platine (Pt).

Les minéraux du sous-groupe du platine sont plus durs et ont des points de fusion plus élevés que ceux du sous-groupe de l'or. Par exemple, l'osmium a un point de fusion de 3 033 °C, tandis que celui de l'or est de 1 064 °C. Les éléments natifs du platine ont également une densité élevée. Par exemple, le platine a une densité de 22 g/cm³, tandis que celle de l'or est de 19,3 g/cm³.

Tous les éléments du sous-groupe du platine ont des rayons atomiques très similaires, ce qui facilite les substitutions lors de la formation d'alliages. De ce fait, ces éléments n'existent jamais à l'état pur.

Sous-groupe du fer

Le sous-groupe du fer des éléments natifs comprend le fer (Fe), le nickel (Ni) et leurs alliages.

On trouve rarement du fer à l'état natif à la surface de la Terre. Le fer est plus réactif chimiquement que tous les métaux mentionnés jusqu'ici. Il a tendance à se combiner avec l'oxygène ou le soufre. Les alliages fer-nickel se trouvent principalement dans les météorites, car la formation de fer et de nickel natifs nécessite un environnement extrêmement pauvre en oxygène, comme l'espace. Selon une théorie, le noyau terrestre est constitué d'alliages de fer, et son mouvement est à l'origine du champ magnétique de notre planète.

semi-métaux

Les semi-métaux sont des éléments dont les propriétés se situent entre celles des métaux et celles des non-métaux solides. L'arsenic (As), le bismuth (Bi) et l'antimoine (Sb) en sont des exemples. Leurs propriétés diffèrent de celles des métaux qui constituent les éléments natifs.

Dans la nature, les semi-métaux se présentent aussi, assez rarement, à l'état pur. Les magnifiques cristaux de bismuth squelettiques aux surfaces irisées, aux reflets arc-en-ciel, très prisés lors des expositions de minéraux, sont des produits synthétiques.

Dans les composés covalents comme les semi-métaux, les atomes sont liés par des liaisons covalentes et non métalliques. Cette structure moins symétrique engendre une plus grande proximité entre certains atomes. Par conséquent, les composés covalents présentent des propriétés physiques qui varient selon l'orientation.

non-métaux

Le groupe des non-métaux comprend le soufre (S) et deux modifications polymorphes bien connues du carbone (C) : le graphite et le diamant. Les propriétés des éléments non métalliques diffèrent sensiblement de celles des métaux et des semi-métaux.

Les non-métaux n'ont pas d'éclat métallique. Par exemple, le diamant possède un éclat adamantin, ou « semblable à celui du diamant », et l'éclat du soufre peut être vitreux, résineux ou gras. Les liaisons covalentes rendent également les non-métaux cassants plutôt que ductiles.

Conclusion

La classification de Nickel-Strunz des éléments natifs offre un cadre complet pour comprendre les propriétés et caractéristiques uniques de ces minéraux et alliages mono-élémentaires naturels. Du sous-groupe de l'or, mou et malléable, au sous-groupe du platine, dur et dense, et des semi-métaux aux non-métaux, chaque classe d'éléments natifs révèle la fascinante diversité des merveilles géologiques de notre planète.

L’étude de la classification de Nickel-Strunz nous permet de mieux comprendre les relations complexes entre les éléments et leurs formes naturelles, ainsi que les processus qui façonnent le paysage minéral terrestre. Ces connaissances éclairent notre compréhension de la formation et de la répartition de ces précieuses ressources et nous guident dans une gestion responsable de ces trésors naturels.