Botallackite Catégorie IV : halogénures
Botallackite, Angleterre, 10, 5 × 7, 0 × 3, 8 cm.
Général
Catégorie	Minéral
Formule brute	Cu2Cl (OH) 3
Identification
Masse formulaire	213, 57 g/mol
Couleur	Vert pâle, vert, vert bleuâtre pâle, bleu vert
Classe cristalline et groupe d'espace	Prismatique ; P21/m
Système cristallin	Monoclinique
Réseau de Bravais	Primitif P
Clivage	Parfait à {100}
Habitus	En croûte, columnaire, pulvérulent, en enduits, prismatique, tabulaire, aplati
Échelle de Mohs	1-3
Éclat	Vitreux
Propriétés optiques
Indice de réfraction	a=1, 775, b=1, 800, g=1, 846
Biréfringence	Biaxial (+) = 0, 0710
Dispersion	2vz ∼ Modéré à large
Polychroïsme	Faible : bleu-vert
Trait	Vert pâle
Transparence	Transparent à translucide
Autres propriétés
Densité	3, 60
Caractères différentifs
Radioactivité	Aucune
Principales variétés

La botallackite est une espèce minérale du groupe des halogénures et du sous-groupe des oxy-halogénures, de formule Cu₂Cl (OH) ₃, pouvant contenir du zinc.

Inventeur et étymologie

La botallackite a été décrite en 1865 par A. H. Church ; son nom lui vient de sa localité-type : la mine Botallack, dans les Cornouailles, en Angleterre.

Topotype

• Wheal Cock, Botallack Mine, Botallack, Botallack - Pendeen Area, St Just District, Cornouailles, Angleterre^[1]
• Les échantillons de référence sont déposés au musée d'histoire naturelle de Londres, ainsi qu'à l'université Harvard, à Cambridge (Massachusetts).

Cristallographie et propriétés physiques

La botallackite cristallise dans le groupe d'espace monoclinique P2₁/m (Z = 2) ^[2].

• Paramètres de la maille conventionnelle : a = 5, 717 Å, b = 6, 126 Å, c = 5, 636 Å, β = 93, 07° ; V = 197, 1 Å³
• Densité calculée = 3, 60 g/cm³

Les ions Cl^– ont une coordination trigonale antiprismatique (3+3) de cuivre et d'hydrogène.

Les ions Cu²⁺ sont localisés sur deux sites non-équivalents, Cu1 et Cu2. Cu1 est en coordination octaédrique déformée (5+1) de groupes hydroxyles (OH) et de chlore, Cu2 est en coordination octaédrique déformée (4+2) d'OH et Cl. Les groupes octaédriques de cuivre sont reliés entre eux par leurs arêtes.

La distribution des longueurs de liaison dans les octaèdres Cu1Cl (OH) ₅ et Cu2Cl₂ (OH) ₄, quatre liaisons Cu-O courtes entre 1, 92 Å et 2, 00 Å et deux liaisons Cu-O et Cu-Cl plus longues entre 2, 37 Å et 2, 79 Å, est typique de l'effet Jahn-Teller rencontré dans les composés de Cu (II) et permet une description alternative de la structure en termes de groupes plans carrés Cu (OH) ₄.

Dans cette description, les groupes Cu1 (OH) ₄ sont reliés par leurs arêtes et forment des chaînes planes le long de la direction b, avec un angle de liaison Cu-O-Cu de 100, 4°. Les groupes Cu2 (OH) ₄ sont reliés par un sommet et forment des chaînes en zig-zag, aussi le long de la direction b, avec un angle de liaison Cu-O-Cu de 105, 6°. Les chaînes Cu1 (OH) ₂ et Cu2 (OH) ₃, parallèles, sont reliées par deux sommets d'une arête d'un groupe Cu1 (OH) ₄, formant des triangles isocèles de Cu²⁺.

La connaissance exacte de la configuration géométrique des porteurs de moment magnétique (ici, les ions Cu²⁺, de spin 1/2) dans un matériau est principale pour comprendre ses propriétés magnétiques. Dans les oxydes de Cu (II), les interactions magnétiques entre spins ont généralement lieu par superéchange via les atomes d'oxygène, dans la mesure où il y a recouvrement des orbitales atomiques du cuivre et de l'oxygène. Les angles de liaison Cu-O-Cu jouent un rôle important dans la nature des interactions magnétiques^[3]. Comme les angles de liaison dans la botallackite sont supérieurs à 90°, les interactions le long des deux types de chaînes sont antifféromagnétiques. Cependant, la configuration de spins triangulaire entre les chaînes peut, selon la force des différentes interactions, entraîner une frustration magnétique, empêchant un ordre à longue distance des spins. Des mesures en température de la susceptibilité magnétique ont montré qu'en dessous de T_N = 7, 2 K, la botallackite présente un dispositif antiferromagnétique ordonné^[4].

Cristallochimie

• La botallackite est un polymorphe de l'atacamite, de la clinoatacamite et de la paratacamite.
• Elle est membre du groupe de la clinoatacamite selon la classification de Strunz.

Groupe de la clinoatacamite

• Botallackite Cu₂Cl (OH) ₃, P2₁/m ; 2/m
• Clinoatacamite Cu₂Cl (OH) ₃, P2₁/n ; 2/m
• Belloite Cu (OH) Cl, P2₁/a ; 2/m

Variétés de botallackite

• Brombotallackite Cu₂Br (OH) ₃, variété de botallackite contenant du brome

Confusion

La botallackite peut contenir du zinc et alors se confondre avec la kapellasite, cependant, son ratio Zn/Cu n'atteint jamais celui de la kapellasite.

Gîtologie

La botallackite se trouve dans les gisements cuprifères, dans les zones d'évaporation de l'eau de mer ou à forte concentration en chlore, c'est aussi un produit d'altération des sulfures des dépôts sous-marins des fumeurs noirs.

Minéraux associés

• Atacamite, paratacamite (Botallack mine, Cornouailles, Angleterre et Bisbee, Arizona, États-Unis)
• Gypse, brochantite, connellite (Dalbeattie, Écosse).

Habitus

La botallackite se trouve le plus fréquemment sous forme de cristaux tabulaires ou aplatis entrelacés atteignant rarement plusieurs millimètres.

Gisements remarquables

• Allemagne

Herzog Julius smelter (slag locality), Astfeld, Goslar, Monts Harz, Basse-Saxe

• Angleterre

Wheal Cock, Botallack Mine, Botallack, Botallack - Pendeen Area, St Just District, Cornouailles^[1]

• Autriche

Gratlspitz Mt., Brixlegg - Rattenberg, Brixlegg - Schwaz area, Vallée de Inn, Tyrol du Nord, Tyrol^[5]

• Océan Atlantique

Dorsale médio-atlantique, Trans-Atlantic Geotraverse (TAG) hydrothermal field, Trans-Atlantic Geotraverse (TAG) hydrothermal field^[6]

• Écosse

Sandyhills Bay (Southwick Cliffs), Dalbeattie, Dumfries & Galloway (Kirkcudbrightshire) ^[6]

• États-Unis

Southwest Mine, Bisbee, Warren District, Monts Mule, comté de Cochise, Arizona^[7]

Eagle Picher mine, Creta, Comté de Jackson, Oklahoma^[8]

• France

Mine du Cap Garonne, Le Pradet, Var, Provence-Alpes-Côte d'Azur^[9]

La Fonderie (lieu-dit), Poullaouen, Finistère, Bretagne^[10]

Notes et références

Bibliographie

• (en) N. Story Maskelyne, «On New Cornish Minerals of the Brochantite Group», dans Proc. R. Soc. Lond. , vol.  14, 1865, p.  86-89 [ texte intégral, lien DOI ] 
• (de) Zepharovich, dans Königliche Akademie der Wissenschaften, Vienne, Sitzber. 68, 1873, p. 130.
• (en) C. Frondel, «On paratacamite and some related copper chlorides», dans Mineralogical Magazine , vol.  29, 1950, p.  34-45 
• (en) «New mineral names; Discredited minerals; New data», dans American Mineralogist, vol.  36, n^o 3-4, 1951, p.  384 [ texte intégral ] 
• (en) Charles Palache, Harry Berman et Clifford Frondel, The System of Mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana, Yale University 1837-1892 : Halides, Nitrates, Borates, Carbonates, Sulfates, Phosphates, Arsenates, Tungstates, Molybdates, Etc. , vol.  II, John Wiley and Sons, Inc., 1951, 7^e éd. , p.  76-77 
• (en) W. Krause, «X-ray powder diffraction data for botallackite», dans Powder Diffraction , vol.  21, n^o 1, 2006, p.  59-62 [ lien DOI ] 

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