Gibbsite

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Gibbsite
Catégorie	Minéral
Formule brute	Al(OH)₃
Identification
Masse moléculaire	78 g/mol
Classe cristalline ou groupe d'espace	monoclinique-prismatique $2/m\$
Système cristallin	monoclinique
Clivage	bon à {001}
Échelle de Mohs	2.5-3.5
Éclat	vitreux à mat
Propriétés optiques
Indice de réfraction	α=1,568-1,570 β=1,568-1,570 γ=1,586-1,587
Biréfringence	Δ=0,018 ; biaxe négatif
Autres propriétés
Densité	2.420
Solubilité	insoluble dans l'eau
Caractères distinctifs
Magnétisme	aucun
Radioactivité	aucune
Principales variétés

La gibbsite, de formule chimique Al(OH)₃ est un important minerai d'aluminium et l'un des trois composés minéraux qui constituent la bauxite. Elle possède une dureté de 2,5 à 3,5 et une densité de 2,3 à 2,4. La gibbsite a été baptisée du nom de George Gibbs (1776-1833), un collectionneur américain de minéraux, dont la collection a été rachetée au cours du XIX^e siècle par l'université de Yale.

On pense souvent à tord que la bauxite est un minéral, mais il s'agit en réalité d'une roche composée d'oxydes et d'hydroxydes d'aluminium dont la gibbsite, la boehmite (AlO(OH)) et la diaspore (HAlO₂), ainsi que d'argile, de limon et d'oxydes et d'hydroxydes de fer. La bauxite est une latérite, c'est à dire une roche formée par altération d'autres roches sous des climats tropicaux.

La gibbsite possède trois polymorphes : la bayerite, la doyleite et la nordstrandite. La gibbsite et la bayerite sont monocliniques (groupe d'espace P 2/m), tandis que la doyleite et la nordstrandite sont tricliniques.

La structure de la gibbsite est analogue à la structure de base des micas. Elle est formée d'empilements de feuillets d'octaèdres d'hydroxyde d'aluminium. Les octaèdres sont constitués d'un ion central aluminium au degré d'oxydation +III lié en coordination octaédrique à six ions hydroxydes de charge formelle -I. Chaque hydroxyde n'est lié qu'à deux ions aluminium et un tiers des octaèdres ne possèdent pas d'ion aluminium en leurs centres. Le feuillet qui en résulte est neutre électriquement +3/6 + -1/2 = 0 (charge +III pour les atomes d'aluminium qui se répartissent sur trois liaisons avec les hydroxydes, charge -I pour les hydroxydes liés à deux aluminium). L'absence de charge sur les feuillets fait qu'il n'y a pas d'ions entre eux pour faire office de "glue" et les maintenir liés par des liaisons ioniques. Ils ne sont liés que pas des liaisons faibles ce qui fait que la gibbsite est minéral très facilement clivable.

La structure de la gibbsite est proche de celle de la brucite Mg(OH)₂. Cependant, les ions magnésium sont dans un état d'oxydation +II, plus faible que celui des ions aluminium dans la gibbsite, et l'électroneutralité des feuillets n'implique plus la présence de sites vacants au centre des octaèdres. La différence de structure et de symétrie entre la gibbsite et la brucite provient de différences dans l'empilement des feuillets.

La couche de type gibbsite constitue également le "plan de base" de la structure du corindon Al₂O₃. La structure de base est la même, les ions hydroxydes étant remplacés par des oxygènes. L'oxygène portant une charge +II, les feuillets ne remplissent plus la condition d'électroneutralité, ce qui induit la présence d'ions aluminium entre eux comme compensateurs de charge.

Enfin, la gibbsite est intéressante parce qu'elle est souvent rencontrée comme sous-partie de la structure d'autres minéraux. Ainsi les feuillets neutres d'hydroxyde d'aluminium se rencontrent entre des feuillets de silice dans des minéraux argileux comme l'illite, la kaolinite, la montmorillonite. Ils sont identiques aux feuillets rencontrés dans la gibbsite.

[modifier] References

Hurlbut, Cornelius S.; Klein, Cornelis, 1985, Manual of Mineralogy, 20th ed., ISBN 0-471-80580-7
Prof. Dr. Martin Okrusch, Prof. Dr. Siegried Matthes: Mineralogie (7. Aufl.), Springer Verlag Berlin (2005), ISBN 3-540-23812-3
Edition Dörfler: Mineralien Enzyklopädie, Nebel Verlag, ISBN 3-89555-076-0
Webmineral Gibbsite