Les minéraux ont une composition chimique bien déterminée, exprimée par une formule chimique représentée par des lettres et chiffres correspondant aux différents éléments constitutifs.
Les éléments sont groupés en : métaux, non-métaux, métalloïdes, lanthanides, actinides, halogènes, gaz nobles.
Chaque élément est désigné par un code d’une lettre capitale, ou de deux lettres dont la première est une capitale et la seconde une minuscule ; c’est le symbole chimique. Par exemple : l’hydrogène est désigné par H, le carbone par C, l’azote par N , l’oxygène par O, le sodium par Na ), le fer par Fe, le calcium par Ca …
Les atomes dont on connait 117 éléments actuellement (du 1 au 118, à l’exception du 117) dont 92 existent à l’état naturel sur Terre
Les ions sont des atomes qui ont perdu ou gagné un ou plusieurs électrons ; ils ne sont plus neutres électriquement. Si d’aventure un électron est arraché à l’atome, il y a une charge +e excédentaire, on a ce que l’on appelle un « ion positif » ou « cation ».Si par contre l’atome capture un électron qui passait par là, il y a une charge -e excédentaire, on a ce que l’on appelle un « ion négatif » ou « anion ». Mais le noyau est inchangé, on a toujours le même élément chimique avec le même numéro atomique.
Les molécules : qui sont formées d’un assemblage d’atomes _qui sont liés entre eux par deux principaux types de liens : les liaisons ioniques et les liaisons covalentes_ sont l’étape avant les minéraux eux-mêmes.
Liaison ionique : on sait que les objets ayant une charge opposée s’attirent, et que les objets ayant une charge de même signe se repoussent. Les + se repoussent entre eux, les – se repoussent entre eux, mais un + et un – s’attirent (force de Coulomb). Les ions se baladant dans la nature vont donc être attirés par des ions ayant une charge opposée, ils vont former un édifice électriquement neutre. Cette attraction électrostatique forme ce que l’on appelle la «liaison ionique ».
Elle est – par exemple – à l’origine de la cristallisation du sel. Ainsi, les ions sodium Na+ et les ions chlore Cl- s’associent pour former le chlorure de sodium NaCl (édifice neutre), qui n’est autre que le sel de cuisine (halite). Les ions sont empilés en alternance, de sorte qu’un ion + n’est entouré que d’ions -, et un ion – n’est entouré que d’ions +.
Liaison moléculaire : plutôt que de voler un électron à un autre atome comme dans le cas d’une réaction électrochimique, il peut y avoir une mise en commun d’un électron (chaque atome apporte un électron qu’il partage avec l’autre atome). C’est la liaison moléculaire ou liaison covalente.
Le principe de la ionocovalence : dans les minéraux, à de rares exceptions près, il n’existe pas de liaison totalement ionique ou totalement covalente. Toute liaison atomique à un caractère à la fois ionique et à la fois covalent. On parlera de liaison à caractère ionique où à caractère covalent quand l’une des propriétés l’emporte sur l’autre. A titre d’exemple, dans le corindon les liaisons aluminium oxygène sont plutôt covalentes. Dans l’halite déjà citée, la liaison sodium chlore est plutôt ionique. Parmi les solides présentant des liaisons totalement covalentes on peut citer le diamant, le graphite et le soufre.
les minéraux : un cran au-dessus des molécules, on a les minéraux qui sont constitués d’atomes et de molécules, et se définissent sur deux critères indissociables : la composition chimique et la structure atomique.
En simplifiant, on peut dire que le minéral, c’est la matière ordonnée.
Reprenons l’exemple simple du le sel de table qui illustre bien la dualité de la définition de l’espèce minérale. Le minéral halite (sel de table) possède une structure atomique déterminée que l’on dit cubique. On l’appelle cubique parce que l’arrangement des atomes, en alternance régulière entre les Cl et les Na, forme une trame cubique : c’est la maille élémentaire, base de la cristallographie.
