Gibbsite

La gibbsite est une espèce minérale de formule chimique Al(OH)₃ avec des traces de Fe et Ga. C'est un important minerai d'aluminium et l'un des trois minéraux qui constituent la bauxite avec la boehmite AlO(OH) et le diaspore AlO(OH). Les rares cristaux pseudohexagonaux peuvent atteindre 3 cm^[4].

Gibbsite[1] Catégorie IV : oxydes et hydroxydes[2]
Gibbsite - Chine
Général
Numéro CAS	14762-49-3
Classe de Strunz	4.FE.10 4 OXYDES et HYDROXYDES  4.F Hydroxydes (sans V ou U)   4.FE hydroxydes avec OH, sans H2O ; feuillets d'octaèdres à arrêtes partagées    4.FE.10 Bayerite Al(OH)3 groupe d'espace P 21/a groupe ponctuel 2/m    4.FE.10 Doyleite Al(OH)3 groupe d'espace P1 groupe ponctuel 1    4.FE.10 Gibbsite Al(OH)3 groupe d'espace P 21/n groupe ponctuel 2/m    4.FE.10 Nordstrandite Al(OH)3 groupe d'espace P1 groupe ponctuel 1
Classe de Dana	6.3.1.1 Oxydes 6. Hydroxydes et oxydes (avec hydroxyl) 6.3.1.1 Gibbsite g-Al(OH)3
Formule chimique	H3AlO3 Al(OH)3
Identification
Masse formulaire[3]	78,0036 ± 0,0011 uma H 3,88 %, Al 34,59 %, O 61,53 %,
Couleur	blanc, gris blanc, grisâtre, verdâtre, blanc verdâtre, rougeâtre, blanc crème
Système cristallin	monoclinique
Réseau de Bravais	primitif P
Classe cristalline et groupe d'espace	prismatique ${\displaystyle 2/m\ }$
Macle	Commun sur {001}
Clivage	parfait sur {001}
Cassure	écailleuse
Habitus	massif, stalactitique, terreux, concrétionnaire, croute, fibreux, écaille, radie, sphéroïdal, enduit, compact.
Faciès	Tabulaire, pseudohexagonal.
Échelle de Mohs	de 2,50 à 3,00
Trait	blanc
Éclat	vitreux; nacré
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
Fluorescence ultraviolet	Luminescent, fluorescent
Transparence	translucide - transparent
Propriétés chimiques
Densité	2,420
Solubilité	insoluble dans l'eau
Propriétés physiques
Magnétisme	aucun
Radioactivité	aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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Inventeur et étymologie

Initialement décrite par Dewey en 1820 sous le nom de wavellite, c'est la description faite par le minéralogiste américain Torrey en 1822 qui fait référence ; il l'a dédiée à George Gibbs (1776-1833), collectionneur américain de minéraux, dont la collection a été rachetée au cours du XIX^e siècle par l'université Yale^[5].

Topotype

Richmond, Comté de Berkshire, Massachusetts, États-Unis.

Cristallographie

La gibbsite est le plus commun des quatre polymorphes connus de l'hydroxyde d'aluminium, les trois autres étant la bayérite, la doyleite et la nordstrandite. La gibbsite et la bayérite sont monocliniques (groupe d'espace P 2/m), tandis que la doyleite et la nordstrandite sont tricliniques.

• Paramètres de la maille conventionnelle : ${\displaystyle a}$ = 8,641 Å, ${\displaystyle b}$ = 507 Å, ${\displaystyle c}$ = 9,719 Å ; Z = 8 ; V = 424,44 Å³
• Densité calculée = 2,44 g cm⁻³

Structure moléculaire de la gibbsite

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 possède pas d'ion aluminium en leur centre. 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 « glu » et les maintenir liés par des liaisons ioniques. Ils ne sont liés que par des liaisons faibles ce qui fait que la gibbsite est un 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.

Synonymie

• beta-kliachite;
• claussénite (Dufrénoy 1845^[6]) probablement en l’honneur du collectionneur et naturaliste danois Peter Claussen^[7];
• gibbsitogelite (Tučan 1913^[8]);
• hydrargyllite (G. Rose 1839^[9]);
• wavellite (Dewey 1820^[10]) : il existe bien une espèce minérale à ce nom qui est un phosphate;
• zirlite (Pichler 1871^[11]) : le nom provient du gisement topotype Zirl, dans le Tyrol autrichien.

Gîtologie

• En altération des minéraux alumineux, commun dans les sols latéritiques et de la bauxite.
• Formée à basse température dans les environnements hydrothermaux et métamorphiques.

Minéraux associés

boehmite, corindon, diaspore, goethite, kaolinite.

Gisements remarquables

• Autriche

Zirler Klamm, Zirl, Innsbruck, Inntal, Nord Tyrol^[12].

• Canada

Carrière Francon, Montréal, Québec^[13].

• France

Mas Rouge, Les Baux-de-Provence, Bouches-du-Rhône, Provence-Alpes-Côte d'Azur ^[14].

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