ÉLÉMENTS NATIFS

Un élément est dit « natif » lorsqu'il se trouve à l'état de corps simple, non combiné à d'autres éléments. Les gaz rares (hélium, néon, argon, krypton, xénon, radon), chimiquement inertes, n'entrent dans aucune combinaison et sont donc toujours à l'état natif. Dans la croûte terrestre, de nombreux éléments peuvent exister à l'état natif. Pour certains d'entre eux, cet état est la règle générale : c'est le cas de l'or et des métaux de la famille du platine. D'autres se trouvent fréquemment à l'état natif, bien qu'ils se combinent facilement avec d'autres éléments. Le carbone, par exemple, qui entre dans de très nombreuses combinaisons minérales ou organiques, cristallise à l'état natif sous forme de diamant et de graphite. L'argent et le cuivre natifs ne sont pas rares, bien qu'ils participent beaucoup plus fréquemment à la formation de minéraux sulfurés, oxydés, etc. Le soufre non combiné est également capable de former dans la nature des concentrations relativement importantes. Enfin, de nombreux métaux sont connus à l'état natif, mais de façon plus ou moins exceptionnelle (fer, mercure, antimoine, arsenic, bismuth).

Les éléments natifs sont caractérisés par une grande stabilité chimique, qui s'explique en partie par leur structure atomique. Cette inertie chimique plus ou moins complète détermine certaines propriétés de ces éléments, dont la plus importante est leur inaltérabilité (or, platine, diamant, etc.), une des raisons de leur valeur économique élevée. Leur mode de gisement, souvent alluvionnaire ou résiduel, est également une conséquence de leur stabilité chimique.

Données physico-chimiques générales

Les éléments qui existent fréquemment à l'état natif sont ceux qui montrent peu d'affinité pour les autres, le soufre et l'oxygène notamment. Dans le cas des éléments natifs, les liaisons entre atomes du même élément sont généralement plus fortes que celles qu'ils pourraient établir avec les atomes d'autres éléments. Ce sont toujours les combinaisons mettant en jeu les liaisons les plus fortes qui sont les plus stables ; c'est pourquoi ces éléments restent le plus souvent à l'état natif, au lieu de cristalliser sous forme de sulfures, d'oxydes, etc. Afin de comprendre l'inertie chimique des éléments natifs, leur peu d'affinité pour les autres éléments, il faut tenir compte avant tout de leur structure atomique. On peut remarquer en première approximation que les gaz rares, dont l'inertie chimique est pratiquement totale, ont une couche électronique externe saturée. Cependant le degré de saturation de la couche externe n'est pas le seul facteur à considérer. Il faut faire intervenir les quatre nombres quantiques définissant chaque électron, et également des facteurs tels que le potentiel ionique, les rayons atomique et ionique. Par ailleurs, la cristallisation dans la croûte terrestre d'un élément, soit à l'état natif, soit combiné à tel ou tel autre élément, est en étroite relation avec les conditions physico-chimiques du milieu de formation (température, pression, composition chimique, pH, etc.).

Quelques-unes des propriétés physiques des principaux minéraux natifs sont indiquées dans le tableau. Tous, sauf le graphite et le soufre, cristallisent dans le système cubique. La dureté des minéraux natifs est très variable, puisque le diamant est le plus dur des minéraux connus, alors que le graphite et l'or sont parmi les plus tendres. Les métaux natifs sont remarquables par leur densité très élevée. Cette propriété est mise à profit lors de leur exploitation, car elle permet de les séparer facilement des autres minéraux.