Pérovskite
Cet article concerne le minéral. Pour la structure cristalline, voir Pérovskite (structure).| Pérovskite Catégorie IV : oxydes et hydroxydes[1] | |
|---|---|
 | |
| Numéro CAS | |
| Classe de Strunz | 4.CC.30
|
| Classe de Dana | 4.3.3.1
|
| Formule chimique | CaTiO3 |
| Masse formulaire[2] | 135,943 ± 0,006 uma Ca 29,48 %, O 35,31 %, Ti 35,21 %, |
| Couleur | noire à brun-rouge |
| Classe cristalline et groupe d'espace | dipyramidale, P bnm |
| Système cristallin | orthorhombique |
| Réseau de Bravais | primitif P |
| Clivage | bon à {100}, {010}, {001} |
| Cassure | sub-conchoïdale, inégale |
| Habitus | pseudo-hexagonal, botryoïdal, pseudo-cubique |
| Échelle de Mohs | 5,5 |
| Trait | blanc-grisâtre |
| Éclat | submétallique |
| Indice de réfraction | a=2.3, b=2.34, g=2.38 |
| Pléochroïsme | x,y,z: incolore |
| Biréfringence | biaxial (+) ; Δ=0.0800 |
| Dispersion | 2vz ~ 90° (mesurée) |
| Densité | 4,0 |
La pérovskite désigne à l'origine le minéral CaTiO3 (titanate de calcium).
Historique de la description et appellations
Inventeur et étymologie
Cette espèce minérale a été décrite en 1839 par le minéralogiste allemand Gustav Rose à partir d'échantillons provenant de l'Oural. Il l'a dédiée au minéralogiste russe Lev Alexeïevitch Perovski (1792–1856)[3]. À noter qu’initialement le terme pérovskite en français était masculin [4]. Le terme international retenu par l'Association internationale de minéralogie est : Perovskite, sans l'accent.
Topotype
- Akhmatovskaya Kop (Mine d'Achmatovsk ), Monts Nazyamskie, Zlatooust, Oblast de Tcheliabinsk, sud de l'Oural, Russie.
Synonymie
- Metaperovskite (Federov, 1892)[5]
Caractéristiques physico-chimiques
Critères de détermination
La pérovskite présente un aspect métallique et une couleur noire ou brun-rouge. Elle peut parfois être légèrement transparente. Elle a une densité de 4,0 et une dureté de 5,5 sur l'échelle de Mohs.
Variétés et mélanges
- Dysanalyte (Knop, 1877)[6] Variété niobifère de pérovskite décrite initialement à partir d'échantillons de la carrière de Badloch, Mont Orberg, Kaiserstuhl, Baden-Württemberg, Allemagne.
- Knopite [7] Variété de Pérovskite riche en Cérium, de formule idéale (Ca,Ce,Na)(Ti,Fe)3. Décrite à partir d’échantillons de Långörsholmen, Alnön, Commune de Sundsvall, Medelpad, Suède. Dédiée au chimiste allemand Wilhelm Knop (1817-1891).
Cristallographie
La pérovskite cristallise dans le système cristallin orthorhombique, de groupe d'espace Pbnm si les paramètres de maille sont rangés par ordre croissant (
) avec Z = 4 unités formulaires par maille conventionnelle. Ses paramètres de maille à température ambiante sont 
= 5,388 Å, 
= 5,447 Å et 
= 7,654 Å[8], donnant lieu à un volume de la maille de 224,6 Å3 et une masse volumique calculée de 4,02 g/cm3.
Le titane a pour voisins six ions O2− dans un environnement octaédrique, sa coordinence est 6. La longueur de liaison Ti-O moyenne est 1,97 Å.
Le calcium a pour voisins douze ions O2− dans un environnement cuboctaédrique très déformé, sa coordinence est 12. Les longueurs de liaison Ca-O varient entre 2,4 et 3,23 Å, avec une moyenne de 2,73 Å.
Les atomes d'oxygène sont distribués sur deux sites non équivalents, O1 et O2. Tous deux ont pour voisins deux ions Ti4+ et quatre ions Ca2+ dans un environnement octaédrique déformé, leur coordinence est (2+4). Les longueurs de liaison moyennes sont O1-Ti = 1,95 Å, O1-Ca = 2,73 Å, O2-Ti = 1,96 Å et O2-Ca = 2,73 Å.
-
Structure cristalline de la pérovskite, projetée sur le plan (b, c). Rouge : Ti, vert : Ca, bleu : O.
Cristallochimie
La pérovskite forme une série avec la lakargiite : Ca(Zr,Sn,Ti)O3 et la megawite : CaSnO3 dont elle constitue le pôle pur en Ti (la megawite constitue le pôle pur en Sn).
La pérovskite sert également de chef de file à un groupe de minéraux isostructuraux : le groupe de la pérovskite. Il s'agit d'espèces minérales qui partage une même structure cristalline appelée structure pérovskite. Celle-ci est mis à profit pour fabriquer une nouvelle génération de cellules solaires à haut rendement.
Groupe de la perovskite
- Barioperovskite ou titanate de baryum : BaTiO3
- Isolueshite : (Na,La,Ca)(Nb,Ti)O3
- Lakargiite : Ca(Zr,Sn,Ti)O3
- Latrappite : (Ca,Na)(Nb,Ti,Fe)O3
- Loparite-(Ce) : (Na,Ce,Ca,Sr,Th)(Ti,Nb,Fe)O3
- Lueshite : NaNbO3
- Macedonite ou titanate de plomb : PbTiO3
- Megawite : CaSnO3
- Pérovskite ou titanate de calcium: CaTiO3
- Tausonite ou titanate de strontium : SrTiO3
Notes et références
- ↑ La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
- ↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- ↑ Rose (1839), Ann. Phys.: 48: 558
- ↑ Mémoires de la Société géologique de France, Par Société géologique de France,Centre national de la recherche scientifique (France) 1848 p.222
- ↑ Federov (1892), Zs. Kr.: 20: 74
- ↑ Knop (1877), Zs. Kr.: 1: 284
- ↑ Holmquist, P.J. (1894): Knopit, ett perowskit närstående, et nytt mineral från Alnön. Geologiska Föreningen i Stockholm Förhandlingar. 16 : 73-95
- ↑ ICSD No. 71 915 ; (en) R.H. Buttner et E.N. Maslen, « Electron difference density and structural parameters in CaTiO3 », Acta Cryst. B, vol. 48, no 5, , p. 644-649 (DOI 10.1107/S0108768192004592)
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