Les métaux tendres à bas point de fusion coincés entre le bloc d et les métalloïdes
L’aluminium, le gallium, l’indium, l’étain, le plomb, le bismuth et leurs voisins. Ce sont des métaux, mais de médiocre qualité — plus tendres, moins résistants et dont le point de fusion est plus bas que celui des métaux de transition, avec une tendance persistante à se comporter de manière covalente. Ensemble, ils nous ont donné les canettes, la soudure, les écrans tactiles et la plomberie.
Mis en évidence dans le tableau périodique
Chaque membre
Ce qui les définit
Ils conduisent l’électricité et brillent comme les métaux, mais leurs liaisons sont sensiblement plus directionnelles que celles du bloc d. Les points de fusion s’effondrent : le gallium fond à 30 °C, l’étain à 232 °C et le plomb à 327 °C.
Les métaux lourds du bloc p préfèrent souvent un état d’oxydation inférieur de deux unités à celui suggéré par leur groupe, car la paire s externe devient réticente à se lier. Le thallium préfère +1 à +3, et le plomb préfère +2 à +4 — c’est pourquoi les composés Pb(IV) sont de puissants oxydants.
Les oxydes d’aluminium, de zinc, d’étain et de plomb réagissent avec les acides comme avec les bases. Ce comportement intermédiaire est exactement celui attendu d’éléments situés à la frontière entre métal et non-métal.
Tendances périodiques
Le caractère métallique augmente en descendant dans chaque groupe et diminue au travers de chaque période. L’aluminium est l’élément le plus réactif et le plus utile ; le bismuth est l’élément le plus lourd dont le noyau soit presque stable.
Dans le monde
Le deuxième métal le plus utilisé après le fer : avions, boîtes, cadres de fenêtres, lignes électriques. Léger, résistant à la corrosion, recyclable à l’infini et bon marché uniquement grâce au procédé d’électrolyse Hall-Héroult.
Soudure, bronze et revêtement qui empêche les boîtes en « fer-blanc » de rouiller. L’étamage de l’acier a été la percée qui a rendu les aliments en conserve pratiques.
Les piles, la protection contre les rayonnements et, historiquement, tout, de la plomberie à l’essence. Ses utilisations ont été progressivement abandonnées à mesure que sa toxicité était reconnue.
L’arséniure de gallium et le nitrure de gallium alimentent les LED, les diodes laser et les systèmes radio haute fréquence. L’oxyde d’indium-étain est le conducteur transparent de chaque écran tactile.
Un substitut non toxique au plomb dans la grenaille, les soudures et les cosmétiques, ainsi que le principe actif de remèdes pour l’estomac.
Manipulation
Le plomb est une neurotoxine cumulative sans niveau d’exposition sûr, particulièrement chez les enfants. Le thallium est létal à faible dose et a longtemps été l’élément de prédilection des empoisonneurs. Le polonium est intensément radioactif. L’aluminium, l’étain et le bismuth comptent en revanche parmi les métaux les moins problématiques dans les usages courants.
Bon à savoir
Questions fréquentes
Il s’agit d’une ancienne appellation informelle qui reflète leurs faibles performances en tant que métaux par rapport aux métaux de transition : ils sont plus tendres, plus faibles, ont un point de fusion plus bas et des liaisons davantage covalentes. « Métaux post-transitionnels » est le terme moderne et moins subjectif désignant le même ensemble.
Il se corrode — instantanément. La différence est que l'oxyde d'aluminium forme un film dense et adhérent de quelques nanomètres d'épaisseur qui scelle la surface et stoppe toute attaque ultérieure. L'oxyde de fer est friable et poreux ; il se détache donc et expose le métal frais sous-jacent. L'anodisation épaissit délibérément la couche protectrice de l'aluminium.
Techniquement, oui. Il a été démontré en 2003 que le bismuth-209 subit une désintégration alpha avec une demi-vie d’environ 2×10¹⁹ ans — soit un milliard de fois l’âge de l’Univers. À toutes fins pratiques, il est stable et il est couramment utilisé comme substitut sûr du plomb.
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