Lonsdaléite

La lonsdaléite est un minéral qui est, avec le diamant et le graphite, l'une des trois formes cristallisées naturelles du carbone.

Lonsdaléite Catégorie I : Éléments natifs[1]
Général
Classe de Strunz	1.CB.10b 1 ÉLÉMENTS NATIFS (et carbures, nitrudes, phosphures, siliciures)  1.C Métalloïdes et non-métaux   1.CB famille du carbone-silicium    1.CB.10b Lonsdaleite C groupe d'espace P 63/mmc groupe ponctuel 6/m 2/m 2/m
Formule chimique	C   [Polymorphes]
Identification
Masse formulaire[2]	12,0107 ± 0,0008 uma C 100 %,
Système cristallin	hexagonal
Classe cristalline et groupe d'espace	dihexagonale-dipyramidale ${\displaystyle 6/m\ 2/m\ 2/m}$
Échelle de Mohs	7-8[3],[4]
Propriétés optiques
Indice de réfraction	ω= 2,404, ε=2,404
Biréfringence	Δ=2,404
Propriétés chimiques
Densité	3,3-3,52
Propriétés physiques
Magnétisme	aucun
Radioactivité	aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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La lonsdaléite est l'allotrope hexagonal du diamant. L'empilement des atomes de carbone dans la lonsdaléite est de type AABB, au lieu de AABBCC dans le diamant : ce sont deux polytypes, qui diffèrent par l'empilement des atomes de carbone. Dans les deux polytypes, ceux-ci ont une coordination tétraédrique. Cette forme est très rare à l'état natif ; elle a été découverte en 1967 dans le cratère météoritique de « Canyon Diablo » en Arizona.

En février 2009, une équipe internationale de chercheurs, menée par Zicheng Pan à l'université Jiao-tong de Shanghai, a montré que la lonsdaléite résiste à 58 % de pression de plus que le diamant ; cependant, les échantillons naturels sont d'une dureté inférieure, 7 à 8 sur l’échelle de Mohs ; on suppose que cela est dû à des défauts dans le cristal et des impuretés^[5].

Plusieurs méthodes de synthèse chimique sont connues, la première depuis au moins 1966^[6] : compression à haute température de graphite ou de diamant^[7], dépôt chimique en phase vapeur^[8],[9],[10], décomposition thermique d'un polymère de poly(hydridocarbyne) sous argon à pression atmosphérique à 1 000 °C^[11],[12].

Étymologie

Le nom de « lonsdaléite » vient de Kathleen Lonsdale (1903-1971), cristallographe anglaise^[5].

Propriétés

Structure cristalline

• 
  Structure cristalline de la lonsdaléite.

Dans son état naturel, le diamant possède une structure dérivée de la structure cristalline hexagonale.

Il est possible de créer en laboratoire des cristaux de lonsdaléite.

Dureté

La lonsdaléite serait en théorie 58 % plus dure que le diamant. Cependant cette propriété est remise en question puisque la lonsdéalite n'existe pas sous forme macroscopique. Les échantillons observés ne montrent pas une structure hexagonale étendue, mais plutôt une structure conventionnelle cubique de diamant dominée par des défauts de structure qui incluent des séquences hexagonales^[13].

La dureté de la lonsdaléite dépend de sa pureté, de la perfection et de l'orientation de sa structure cristalline.