Glace

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Glace
Catégorie IV : oxydes et hydroxydes[1]
image illustrative de l’article Glace
Fleur de givre
Général
Nom IUPACIh ou glace hexagonale (terrestre)
Numéro CAS7732-18-5 Dana 04.01.02.01
Classe de Strunz4.AA.05
Formule chimiqueH2O   [Polymorphes]H2O
Identification
Masse formulaire[2]18,0153 ± 0,0004 uma
H 11,19 %, O 88,81 %,
Couleurincolore à blanc, bleutée ou verdâtre en couches épaisses, bleu-clair en masse épaisse, mais en pratique toutes les couleurs plus ou moins pâles suivant les impuretés
Classe cristalline et groupe d'espacedihexagonale dipyramidale 6/mmm (6/m 2/m 2/m) groupe d'espace P63/mmc
Système cristallinSystème cristallin hexagonal
Réseau de Bravaisa = 4,498 à 4,51 Å, c = 7,338 à 7,35 Å, Z = 4
Clivageaucun, glissage sur {001}
Cassureconchoïdale (fragile), forme de glace compacte éclatant en petit fragments
Habituscristaux étoilés de neige aplatis à six pointes, cristaux en auge, cristaux hexagonaux d'aspects très divers et complexes suivant la température de formation, la recristallisation ou la nature de la matière eau solide, liquide, gazeuse, l'âge du dépôt, masses blanches, givre en feuille d'acanthe, grêlons formés de plusieurs cristaux concentriques, agrégats granulaires insérés ou aplatis au niveau des roches supports, masses squelettiques, branches arborées, dendrites ou stalactites de glace nommée parfois glaçons, poudres, poussières.
Facièspelliculeux, prismatique, dentritique, massif
Jumelageplan de jumelage (α) : {0001}, et (b): {0001¯}
Échelle de Mohs1,5
Traitblanc
Éclatvitreux, parfois terne
Propriétés optiques
Indice de réfraction = 1,309, = 1,311
BiréfringenceUniaxe (+) δ = 0,001
Fluorescence ultravioletnon
Transparencetransparent à translucide
Propriétés chimiques
Densité0,9167, située entre 0,91 à 0,93
Température de fusion0 °C
Comportement chimiqueà pression normale
Propriétés physiques
Magnétismediamagnétique

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

La glace est l'eau (de formule chimique H2O) lorsqu'elle est à l'état solide. Cet élément est très étudié dans la nature et en laboratoire, par les scientifiques, à commencer par les glaciologues, les physiciens de la matière condensée et autres cryologues de spécialités différentes : il contient souvent beaucoup d'impuretés ou d'inclusions, d'origine diverse. Les météorologues suivent la formation des flocons à partir de vapeur d'eau entrant en atmosphère froide plus ou moins poussiéreuse, géologues et minéralogistes, rejoints par les spéléologues, ne le retrouvent pas seulement dans les endroits communément englacés, mais sous des formes insolites dans les déserts secs et arides, des lieux plus secs et abrités des montagnes comme au fond des grottes profondes et cavités glacées, où la glace subsiste longtemps.

Le minéral glace

Bloc de glace sur une plage
Bloc de glace flottant sur l'eau

Le minéral glace abondant dans l'univers, minéral le plus abondant à la surface de la Terre[réf. nécessaire], surtout à haute altitude et à proximité des pôles, est décrit par plus d'une dizaine de variétés polymorphiques adaptées aux différentes gammes de pressions interstellaires et déterminées par diffraction X et spectroscopies, mais il n'existe en pratique qu'une seule forme naturelle terrestre, la glace cristalline ordinaire de symétrie hexagonale, notée en anglais scientifique Ih[a]. D'un point de vue cristallochimique, un atome d'oxygène est au centre d'un tétraèdre régulier formé par quatre autres atomes d'oxygène, placés à une distance de 0,2767 nm, l'angle moléculaire HOH est fixé à 109°47' et la cohésion restante est assurée par des liaisons hydrogène. L'ensemble des zones de la surface terrestre où l'eau se trouve sous forme gelée est théoriquement la cryosphère[b].

À la pression atmosphérique normale (101 325 Pa), l'état de l'eau pure est en principe la glace lorsque sa température est inférieure à sa température de fusion qui est, par convention, °C (soit 273,15 K). Cependant, en l'absence de germes ou cristaux de glace, de l'eau calme peut être facilement refroidie à des températures inférieures à °C sans se congeler, dans un état d'équilibre instable appelé surfusion, et atteindre ainsi des températures allant jusqu'à −48 °C[3]. La température de fusion de la glace a servi de point fixe pour la définition originelle de l'échelle Celsius de températures, à l'origine du degré Celsius noté °C.

Les chimistes trouvent l'eau à la fois exceptionnelle et naturellement anormale, car la densité de la glace est inférieure à la densité du liquide eau[c]. En conséquence, les glaçons flottent sur l'eau, comme les icebergs voyagent sur la mer ou les revêtements glacés apparus lors du gel profond des plans d'eau ou des rivières sont charriés en surface lors de la débâcle et peuvent former des amas monstrueux lors de l'embâcle. Le minéral glace hexagonale désigne aussi bien la neige et ses flocons, le givre que les amas de neige ou névés[d].

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