QCM : Les cristaux et leur organisation — 21 questions

Explication

Un minéral est un solide naturel défini par une composition chimique précise. Une roche, en revanche, résulte de l’assemblage de plusieurs minéraux.

Explication

Une roche est un solide naturel composé de plusieurs minéraux assemblés. La composition chimique précise d’un solide naturel caractérise plutôt un minéral.

Explication

Le granite est la roche majoritaire de la croûte continentale. Le quartz est un minéral, tandis que la nacre et la glace correspondent à d’autres matériaux cristallins.

Explication

Une maille est une petite unité géométrique dont la répétition dans les trois directions reconstruit le cristal. Une organisation régulière de mailles constitue plutôt un réseau cristallin.

Explication

Un réseau cristallin correspond à l’organisation régulière et répétée des mailles. La composition chimique concerne l’identification du minéral, pas la définition géométrique du réseau.

Explication

Le quartz possède la formule chimique brute $\mathrm{SiO_2}$. $\mathrm{CaCO_3}$ correspond au carbonate de calcium présent dans l’aragonite de la nacre.

Explication

Dans le quartz, les tétraèdres de silice s’associent pour former des mailles, puis la répétition de ces mailles organise le réseau cristallin. Les couches d’aragonite appartiennent à la nacre et non au quartz.

Explication

La nacre est constituée d’un empilement de cristaux d’aragonite issus de la précipitation ordonnée du carbonate de calcium. Le quartz, les feldspaths et la glace ne sont pas les constituants cristallins décrits pour cette nacre.

Explication

La nacre biologique sert de matière de liaison entre les cristaux d’aragonite et ne constitue qu’environ 5 % de la matière. Sa fonction n’est donc pas de remplacer ou de dissoudre les cristaux.

Explication

La grande solidité de la nacre vient de l’assemblage des cristaux d’aragonite dans différentes directions. La nacre biologique les colle, mais elle ne constitue qu’une faible fraction de la matière et n’explique pas à elle seule cette propriété.

Explication

La forme d’un flocon dépend de la température et de l’humidité rencontrées pendant sa formation. L’aragonite et la nacre concernent les coquilles de mollusques, pas les conditions de croissance d’un flocon.

Explication

Le sel de cuisine est constitué d’ions sodium Na+ et chlorure Cl− arrangés régulièrement dans un réseau cristallin. Le dioxyde de silicium caractérise le quartz, et non le sel de cuisine.

Explication

Un cristal est un solide dont les constituants suivent une organisation régulière et répétée dans l’espace. Un assemblage désordonné ne possède pas cette structure caractéristique d’un cristal.

Explication

L’organisation progresse de l’atome à la maille, puis au réseau cristallin et au cristal, avant d’aboutir à un assemblage visible. La maille est donc située avant le réseau et le cristal dans cette succession.

Explication

Pour un flocon de neige, l’échelle d’organisation relie l’atome, la maille, le réseau cristallin, la molécule et enfin le flocon. La molécule intervient donc après le réseau cristallin dans cette chaîne.

Explication

Le chlorure de sodium NaCl est le principal sel neutre dissous dans l’eau de mer. La halite désigne la forme minérale solide de ce composé, notamment lorsqu’il est extrait dans une mine.

Explication

Le sel marin provient soit de l’extraction d’évaporites sous forme de halite dans des mines, soit de l’évaporation de l’eau de mer dans des marais salants. La halite est donc la forme solide extraite en mine, tandis que les marais utilisent l’évaporation.

Explication

L’eau de mer contient en moyenne 35 g de sel par litre d’eau. La valeur de 260 g·L−¹ correspond à une concentration atteinte plus tard dans le processus des marais salants, avant les bassins finaux.

Explication

L’eau de mer est d’abord évaporée jusqu’à une concentration voisine de 260 g·L−¹, puis dirigée vers des bassins finaux où le soleil et le vent poursuivent l’évaporation et amorcent la cristallisation. La concentration augmente donc avant la cristallisation, au lieu de diminuer.

Explication

L’organisation s’effectue des atomes aux mailles, puis aux cristaux, aux minéraux et enfin aux roches. L’ordre proposé par la deuxième réponse inverse notamment les relations entre mailles, cristaux et minéraux.

Explication

Une roche résulte de l’assemblage de plusieurs minéraux. Un cristal correspond à un niveau antérieur de l’organisation, tandis qu’une maille et un atome sont des structures plus élémentaires.