OXYDES ET HYDROXYDES NATURELS

Une trentaine d'éléments (métaux et métalloïdes) forment avec l'oxygène et le groupe hydroxyle (OH) des minéraux que l'on range dans la classe des oxydes et des hydroxydes. La majeure partie de ces minéraux, très importants au point de vue économique, est concentrée dans les zones superficielles de l'écorce terrestre. Si la genèse de nombreux oxydes peut être de type endogène ou sédimentaire, c'est cependant dans la zone d'altération de certaines roches et dans la zone d'oxydation des gîtes métallifères que se produisent la plupart des réactions aboutissant à des néoformations où sont prépondérants les oxydes et hydroxydes.

La majorité des composés de cette famille ont une structure cristalline où les liaisons sont à caractère ionique dominant. Comme les anions O^2- et (OH)^- ont pratiquement le même rayon ionique (0,132 nm), ils forment un assemblage cubique à faces centrées ou hexagonal compact, les sites tétraédriques et octaédriques étant occupés par les cations. Les différences de structure dépendent essentiellement des dimensions des cations, de leur valence et de la nature des liaisons. Les hydroxydes, en particulier, possèdent une structure lamellaire. L'analogie de structure et de rayon ionique dans un même type explique l'existence de nombreuses solutions solides entre des composés définis.

On distingue, dans cette classe, les oxydes anhydres simples (cations de même nature) ou complexes (plusieurs cations de nature différente) et les hydroxydes. Cette subdivision est justifiée du point de vue de la cristallochimie.

L'eau et la glace peuvent être considérées comme des oxydes, mais leurs propriétés physico-chimiques et leur abondance à la surface du globe justifient qu'on les étudie à part ; il ne sera de même pas question ici des minéraux de l'oxyde de silicium (silice), très proches des silicates par leur structure et leur importance géochimique. Les spinelles, enfin, oxydes doubles aux propriétés particulières, magnétiques notamment, font l'objet d'un article spécial.

Oxydes anhydres simples et oxydes anhydres complexes

La place parmi les oxydes de composés complexes de type XYO₃, XY₂O₄... est justifiée par le fait qu'ils ne possèdent pas de groupe distinct YO₃, Y₂O₄... suffisamment écarté de X pour qu'on puisse les assimiler à des oxysels (chromates, aluminates, manganates, titanates, niobates, tantalates, uranates...), comme le font souvent les chimistes (cf. manganèse, spinelles, tantale et niobium, titane, uranium). L'extrême compacité structurale de nombreux oxydes a des conséquences importantes sur leurs propriétés physiques, dont les principales sont rassemblées dans le tableau. La plupart des composés métalliques ont notamment une densité et une dureté élevées, une solubilité faible ; ils sont généralement opaques, avec parfois des couleurs vives, et possèdent un fort pouvoir réflecteur.

Sur les quelque deux cents oxydes présents dans la nature, une vingtaine environ sont très répandus et ont une très grande importance économique.