Stibarsen

Le stibarsen ou autrefois l'allemontite est un corps chimique minéral, alliage ou solution solide à base d'arsenic et d'antimoine, de la catégorie des éléments natifs^[3]. Il est possible de le qualifier d'antimoniure d'arsenic AsSb ou d'arséniure d'antimoine SbAs selon la prépondérance de l'arsenic ou de l'antimoine. Dans la pratique, une teneur inférieure à 20 % d'un des corps simples éléments natifs est assimilée à une impureté, et le minéral ne peut être du stibarsen, mais soit de l'antimoine natif soit de l'arsenic natif, plus ou moins impur.

Stibarsen Catégorie I : Éléments natifs[1]
Masse cristalline opaque de stibarsen, dimensions 4,7 x 3,3 x 3,3 cm, Elk Mountain ou montagne de l'Élan, comté de Gunnison, Colorado
Général
Classe de Strunz	01.CA.05 1 ÉLÉMENTS NATIFS (et carbures, nitrudes, phosphures, siliciures)  1.C Métalloïdes et non-métaux   1.CA éléments du groupe de l'arsenic    1.CA.05 Bismuth Bi groupe d'espace R 3m groupe ponctuel 3 2/m    1.CA.05 Antimoine Sb groupe d'espace R 3m groupe ponctuel 3 2/m    1.CA.05 Arsenic As groupe d'espace R 3m groupe ponctuel 3 2/m    1.CA.05 Stibarsen SbAs groupe d'espace R 3m groupe ponctuel 3 2/m
Classe de Dana	1.3.1.3 Eléments natifs et amalgames 1. Eléments naturels et amalgames 1.3.1/ Groupe de l'arsenic
Formule chimique	AsSb SbAs
Identification
Masse formulaire[2]	196,682 ± 0,001 uma As 38,09 %, Sb 61,91 %,
Couleur	blanc d'étain à gris rougeâtre, blanc gris ou grisâtre à éclat métallique brillant, masse grisâtre parfois tachetée en clair (blanc) et en sombre (noir), gris bleuâtre si très riche en As (ternissement caractéristique à l'air)
Système cristallin	Trigonal
Réseau de Bravais	hexagonal a = 4,025 Å ; c = 10,84 Å ; Z = 6 ou a = 4,045 Å ; c = 10,961 Å V = 155,32 Å3
Classe cristalline et groupe d'espace	Hexagonale scalénoédrique ou rhomboèdre 3m 2/m Symbole de Pearson hR6 R3m (no 166) trigonal Hermann-Mauguin : ${\displaystyle R\ {\bar {3}}\ 2/m\,}$ Hermann-Mauguin court : ${\displaystyle R{\bar {3}}m\,}$ Schoenflies : ${\displaystyle D_{3d}^{5}\,}$
Clivage	très parfait dans une direction sur {0001}, clivage difficile sur {1012}
Cassure	cassure gris bleuté ou gris sombre, cassure inégale (fragile)
Habitus	cristaux lamelleux souvent en lames courbes et fines, parfois pseudo-cubiques, mais le plus souvent indistincts en masse ; lamelles micro-cristallines ; masses cristallines en nodules, en globules, en agrégats réniformes (en forme de rein) ou botryoïdaux (grappes de raisin), en lames courbes ; masses mamelonnées parfois en éléments épais ; forme massive finement grenues, analogue à la galène
Échelle de Mohs	3 à 4, 3,5 pour l'ancienne allemontite
Trait	poussière blanche
Éclat	métal
Propriétés optiques
Fluorescence ultraviolet	non fluorescent
Transparence	opaque
Propriétés chimiques
Masse volumique	mesurée par Rammelsberg à 20 °C pour l'ancienne allemontite : 6,203 g/cm3
Densité	5,8 à 6,3 (mesurée) ; 6,37 (calculée)
Fusibilité	facile
Solubilité	insoluble dans l'eau, mais attaqué par HNO3
Propriétés physiques
Magnétisme	aucun
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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Ce minéral, alliage naturel rare à ténacité fragile, se trouve dans les veines hydrothermales et dans certaines pegmatites granitiques. Il est présent dans certains filons métallifères, en masses le plus souvent testacées ou mamelonnées, parfois mais plus rarement en masses lamellaires ou granulaires.

Historique de la description et des appellations successives

Le nom anglo-saxon stibarsen est la concaténation des termes abrégés en leur première syllabe, stibium et arsenic, le premier désignant en latin l'antimoine. L'allemonite est l'ancien nom du minéral de formule chimique approchée SbAs₃ découvert en France avec le minerai des Challanches, traité en fonderie dans la localité voisine d'Allemont en Isère^[4],[5],[6].

Dans les veines de sa montagne, le minéral formait des nodules irréguliers, superficiellement oxydés en kermésite fibreuse et parfois recouvert d'enduit protecteur de valentinite. Le chimiste Sage, bienveillant à l'égard de Romé de l'Isle, avait décrit cette matière minérale distincte en "pyrite arsénicale à facettes hexagones"^[7]. L'abbé Haüy qui avait analysé et soupçonné le continuum de composition entre l'antimoine et l'arsenic, proposait la dénomination antimoine natif arsenifère. C'est finalement le minéralogiste autrichien Haidinger qui entérine l'appellation allemontite dans son opus de référence en 1845, intronisant du coup le lieu du premier topotype^[8].

Les minéralogistes italiens l'ont retrouvé facilement en Valtelline, ainsi que leurs homologues américains à Comstock Lode dans l'état du Nevada.

Il apparaît aussi dans les pegmatites lithiées à Varuträsk, en Suède^[9]. En effet, le minéralogiste et métallurgiste P. E. Wretblad l'a identifié en 1941 à partir d'échantillons trouvés en 1935 par le D^r Olof Ödman du Boliden Gruvaktiebolag dans les pegmatites LCT à Varuträsk, Skellefteå, dans la région du Västerbotten^[10].

Le stibarsen est considéré comme un mélange ou alliage mal défini d'arsenic et d'antimoine^[11] et sa description holiste en 1941, paradoxalement basée sur le topotype de Varustrâk, propose de garder une appellation unique stibarsen pour AsSb et l'allemontite ainsi que les différents mélanges intimes d'antimoine et d'arsenic^[12]. Depuis 1982, l'International Mineralogical Association ou IMA a prononcé la déchéance du nom français en considérant pour de pragmatiques raisons que seul le minéral stibarsen est apte à décrire et référencer la diversité d'association de ces deux éléments natifs^[13].

Cristallographie et cristallochimie

Structure cristalline commune à As, Sb et AsSb

La justification de ce choix apparaît clairement dans le fait que le stibarsen a bien la même structure cristalline que l'arsenic natif et l'antimoine natif, tout en dévoilant des valeurs intermédiaires de paramètres du réseau cristallin. La structure de groupe d'espace R3m No. 166 est dans la littérature tantôt décrite comme hexagonale, trigonale ou rhomboédrique à cause du chevauchement entre ces descriptions selon le réseau de Bravais et le système cristallin (système cristallin trigonal). La diffraction X mesure des intensités caractérisant des empilements ordonnés ou partiellement ordonnés d'atomes de Sb et As en sous-réseau SbAs^[13]. Les atomes s'arrangent en couches voilées de structure graphite qui se déploient selon l'axe c. Il existe des liaisons faibles entre ses couches, ce qui explique la faible dureté de l'arsenic natif As, de l'antimoine Sb et du stibarsen AsSb.

Minéral	a (nm)	c (nm)	ρ (g/cm3)	ref.
As	0,376	1,055	5,78	[14]
AsSb	0,4025	1,084	6,37	[13]
Sb	0,43056	1,125	6,72	[15]

Propriétés physiques et chimiques, toxicologie

Pour un chimiste, l'arsenic et l'antimoine forment des solutions solides continues^[16].

La couleur du stibarsen est un gris métallique moins blanc que l'antimoine natif. L'altération est souvent similaire à celle de l'antimoine.

Chauffé au chalumeau, il fond avec des fumées à la fois arsenicales et antimonieuses. Le résidu forme un globule métallique qui prend feu et brûle en laissant un enduit blanc d'acide antimonieux.

L'allemontite, de même que le stibarsen, est décomposée par l'acide nitrique, le résidu blanc est à base d'acide antimonique.

Gîtes et gisements

Les sections polies de la plupart des pièces minérales d'allemontite montrent des excroissances d'allemontite, soit avec de l'arsenic natif formé dans une veine ou avec de l'antimoine quasi-pure dans des pegmatites granitiques. Des variétés homogènes d'allemontite, à composition variable, nommées stibarsen ont été mises en évidence à Varuträsk en Suède.

Association minérale : antimoine natif, arsenic natif, quartz, sidérite

Gisements relativement abondants ou caractéristiques

• Allemagne
• Australie
• Autriche
• Bolivie
• Canada

Dépôt aurifère de Hemlo près du Lac Supérieur, Ontario

Mine de l'Ingénieur, Atlin, Colombie Britannique

• Chine
• États-Unis
• Finlande
• France

Anciennes mines d'argent des Chalanches, Allemont, Isère, région Rhône-Alpes, France

• Grèce
• Italie
• Japon
• Mexique

Rio Moctezuma, Sonora

• Pologne
• Russie
• Slovaquie
• Suède

Varutrask, Skelleftea, Vasterbotten

• Tadjikistan
• Tchéquie

Přibram, Bohême

• 
  Coupe d'une fraction de nodule AsSb oxydé en surface extraite de la mine Bambolla, Moctezuma , Sonora, Mexique. Taille : 5.8 x 3.0 x 1.6 cm. Musée de l'Université de l'Arizona.
• 
  Vieil échantillon gris étain de la mine des Challanches, Allemont
• 
  Allemontite de la montagne des Chalanches, Allemont, Isère, région Rhône-Alpes, France. Taille : 3.4 x 1.8 x 1.8 cm. La base de la pièce est botryoïdale, de fins cristaux aciculaires disposés en rayons sont bien visibles.

Usages