Fluorine
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Catégorie IV : halogénures |
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| Formule brute | CaF2 | ||
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| Masse moléculaire | 78.07 g/mol | ||
| Couleur | incolore, vert, rose, violet | ||
| Classe cristalline ou groupe d'espace |  |
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| Système cristallin | cubique | ||
| Clivage | {111} parfait | ||
| Habitus | cristaux en cubes | ||
| Fracture | irrégulière | ||
| Échelle de Mohs | 4 | ||
| Éclat | vitreux | ||
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| Indice de réfraction | n=1.433-1.435 | ||
| Biréfringence | nulle | ||
| Dispersion | 2vz ~ 0,007 | ||
| Polychroïsme | Nul | ||
| Fluorescence ultraviolet | oui | ||
| Trait | blanc | ||
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| Densité | 3,18 | ||
| Fusibilité | 3 | ||
| Solubilité | Soluble dans H2SO4 | ||
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La fluorine (fluorite en anglais, à ne pas confondre avec le terme fluorine qui dans la même langue signifie fluor) est un minéral connu depuis l'antiquité. Son nom vient du latin fluere qui veut dire fondant, une allusion à son action comme fondant. Son nom usuel dans l'industrie est spath fluor. Il est composé de fluorure de calcium, CaF2. Il possède une structure cristalline cubique ; son habitus est souvent cubique, bien que les cristaux octaédriques et dodécaédriques ne soient pas rares.
La couleur de ce minéral est extrêmement variable : pur, il est incolore et transparent ; mais il peut également être blanc, jaune, rouge, vert, bleu, orange, marron, violet, indigo et rose. Comme tous les minéraux contenant du calcium, il colore la flamme d'un orange-rouge caractéristique.
Sommaire |
[modifier] Structure chimique
La fluorine est un assemblage d'ions Ca2+ et F-. Les anions F- sont deux fois plus nombreux que les cations Ca2+.
La structure de la fluorine correspond à un remplissage d'une structure hôte. Les anions F- forment un réseau cubique simple dans lequel les cations Ca2+ occupent la moitié des sites cubiques. Les cations et les anions ont à peu près la même taille. Il est aussi possible d'inverser les rôles des cations et des anions et de considérer que les cations Ca2+ forment un réseau hôte cubique à faces centrées et les anions F- occupent tous les sites tétraédriques. Ces deux visions sont équivalentes.
La structure de la fluorine peut être assimilée à deux sous-réseaux : les cations Ca+ forment un sous-réseau cubique faces centrées et les anions F- forment un sous-réseau cubique simple.
Dans la structure de la fluorine :
La coordinence des cations Ca2+ est de 8.
La coordinence des anions F- est de 4.
[modifier] Gisements
Découvert en 1529 à Sankt-Joachimsthal, Erzgebirge (République tchèque).
On peut trouver la fluorine sous forme de filon, particulièrement avec des minéraux métalliques comme les sulfures de plomb, de zinc et d'argent, où elle forme une partie de la gangue. Elle peut être associée alors avec de la barytine, du quartz et de la calcite. On la trouve aussi comme dépôt dans les granites ou des roches métamorphiques comme le gneiss.
Les grands gisements se trouvent surtout en Chine, au Mexique, en Afrique du Sud, mais la fluorite est répartie sur toute la planète.
[modifier] Utilisations
En dehors de son utilisation ornementale, elle est utilisée comme fondant par les fabricants d'acier, dans la fabrication de la fibre de verre et du verre opale et surtout pour la production d'acide fluorhydrique et de produits fluorés dérivés, dont le fluorure d'aluminium, à partir duquel s'obtient l'aluminium métal. Le fluorure de calcium est également utilisé dans l'optique instrumentale, les propriétés de ce verre étant notoirement meilleures que celles de tous les autres verres connus, notamment en terme de transmission, de réfraction et de dispersion chromatique.
Le fluorure de calcium (CaF2) s'obtient sous forme de monocristal cubique obtenu sous vide par la méthode de Stockbarger. Sa transmission est bonne de l'ultraviolet dans le vide à l'infrarouge. Son excellente transmission des UV jusqu'à 170 nm et ses propriétés non biréfringentes en font un matériau idéal pour la transmission de l'UV à courte longueur d'onde. Le CaF2 pour l'infrarouge est obtenu à un coût nettement moindre à partir de fluorite extraite de mines naturelles. Le CaF2 étant sensible aux chocs thermiques, il doit être manipulé avec précaution.
[modifier] Galerie
 Fluorine minérale |
 Cristaux de fluorine octaédriques du Nouveau-Mexique, USA |
 Cristaux de fluorine |
 Structure du cristal de fluorine |
