50 Sn Étain 118.71
Métal post-transitionnel p-block Period 5 Group 14

Étain

Sn · Element 50 · Carbon group

Bronze's other half: tin turned the Stone Age into the Bronze Age.

ÉTAT À 20°C solide
MASSE ATOMIQUE 118.71 u
ELECTRON CONFIGURATION [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p²

Structure

L’atome de étain

Ce n’est pas un diagramme de points sur des anneaux — c’est un échantillon de Monte-Carlo de la masse volumique de probabilité réelle |ψ|² pour chaque sous-couche occupée. Faites glisser pour faire pivoter. Le bleu et le violet indiquent les signes opposés de la fonction d’onde, ce qui rend la liaison possible.

Nuage orbital

Valeurs mesurées

Fiche de propriétés

Chaque barre montre où se situe étain parmi les 118 éléments pour cette propriété.

Physique

Densité 7.265 g/cm³ 47%
Point de Fusion 505.1 K 25%
Point d'Ébullition 2875 K 57%
Chaleur spécifique 0.228 J/g·K
Conductivité Thermique 66.8 W/m·K 72%

Atomique

Rayon Atomique 140 pm 33%
Rayon covalent 139 pm
Rayon de Van der Waals 217 pm

Électronique

Électronégativité 1.96 67%
Énergie d’ionisation 708.2 kJ/mol 51%
Affinité Électronique 107.1 kJ/mol 72%

Présence

Abondance dans la croûte 2.3 mg/kg 58%

Identité

SymboleSn
Numéro atomique50
Masse atomique118.71 u
CatégorieMétal post-transitionnel
Blocp
Structure cristallinetétragonale
États d’oxydation-4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4
Découverteancient
Découvert parKnown since antiquity

Sources : masses atomiques standard de l’IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Les valeurs marquées ~ sont prédites et non mesurées.

Taille, à l’échelle

How big is a étain atom?

Radius 140 pm — that is 0.14 nm, so about 3571 million of them side by side would span a millimetre.

Plage thermique

Solid, liquid, gas — and when

Étain is liquid over a 2370 K window, from 505 K to 2875 K.

Où il se situe

Position dans le tableau

Étain sits in period 5, group 14. Everything in group 14 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

OTHER MÉTAUX POST-TRANSITION

All métaux post-transition

L’histoire

Ce qu’est étain et comment nous l’avons découvert

Bronze's other half: tin turned the Stone Age into the Bronze Age.

The discovery of étain

Découverte ancienne — l'aube de la métallurgie

Débuts préhistoriques (3200 avant notre ère)

La découverte de l'étain est antérieure à l'histoire écrite et remonte aux premières expériences humaines en métallurgie. Des preuves archéologiques découvertes en Turquie, en Iran et dans les Balkans montrent des artefacts en bronze à l'étain datant de 3200 avant notre ère, marquant la transition de l'humanité de l'âge de pierre à l'âge du bronze.

La révolution de l'âge du bronze

Les métallurgistes de l'Antiquité découvrirent que l'ajout de 10-12 % d'étain au cuivre créait du bronze, plus dur, plus durable et plus facile à couler que le cuivre pur. Cette découverte fut si transformatrice qu'elle définit toute une période de la civilisation humaine, qui dura plus de 2 000 ans.

« Il fut le premier à mélanger l'étain au cuivre et à inventer ainsi le bronze, qui surpassa les deux métaux en utilité. » — Écrits grecs anciens sur les débuts de la métallurgie

Le commerce phénicien de l'étain

Les Phéniciens devinrent des marchands d'étain réputés vers 1200 avant notre ère, établissant des routes commerciales de la Cornouailles, en Angleterre (les « Cassitérides » ou « îles de l'étain »), jusqu'à la Méditerranée. Leurs navires teints en pourpre transportaient de l'étain précieux, qui valait son poids en argent.

L'Empire romain et l'étain

Les Romains appelaient l'étain « plumbum album » (plomb blanc) et exploitaient intensivement les mines d'étain britanniques. La Cornouailles devint la principale source d'étain de l'Empire romain, avec des exploitations minières complexes comprenant l'extraction hydraulique et des techniques sophistiquées de fusion.

Compréhension scientifique

Antoine Lavoisier (1789) identifia pour la première fois correctement l'étain comme un élément chimique dans son œuvre majeure « Éléments de chimie ». Il le distingua des autres métaux et établit sa place dans la compréhension émergente des éléments chimiques.

Conséquences de la révolution industrielle

La révolution industrielle transforma l'étain, qui passa du statut de matériau de luxe à celui de produit industriel central:

  • 1810 : Peter Durand inventa la boîte de conserve pour la conservation des aliments
  • Années 1820 : Le procédé d'étamage à chaud fut mis au point pour l'étamage à grande échelle
  • 1876 : La première machine de fabrication de boîtes de conserve révolutionna l'emballage alimentaire

Découverte moderne des gisements

Les grandes découvertes d'étain façonnèrent l'économie mondiale :

  • Années 1850 : De vastes gisements d'étain furent découverts en Malaisie et en Indonésie
  • Années 1870 : Des mines d'étain boliviennes furent découvertes en haute altitude
  • Années 1980 : Les réserves chinoises d'étain furent identifiées comme les plus importantes du monde
Impact historique : La découverte et la maîtrise de l'étain permirent directement l'essor des civilisations anciennes, des outils en bronze égyptiens aux équipements militaires romains. Aucune autre découverte métallurgique n'eut un impact aussi profond sur le développement technologique humain !

Applications

À quoi sert étain

Applications industrielles

La révolution de l'étamage : L'utilisation la plus célèbre de l'étain est l'acier étamé pour les boîtes de conserve, qui protège chaque année plus de 300 milliards de boîtes dans le monde. La fine couche d'étain empêche la corrosion et préserve la sécurité des aliments pendant des années, révolutionnant la conservation des aliments et le commerce mondial.

Électronique et brasage

L'électronique moderne dépend des brasures à base d'étain, notamment des alliages SAC (étain-argent-cuivre) utilisés pour le brasage sans plomb. Chaque smartphone, ordinateur et appareil électronique contient des centaines de joints de brasure en étain reliant les composants aux cartes électroniques.

Fabrication d'alliages

  • Production du bronze : L'étain transforme le cuivre en bronze (8-12 % d'étain), créant l'alliage qui a défini toute une période de la civilisation humaine
  • Fabrication du métal anglais : Métal anglais à forte teneur en étain (85-99 % d'étain) pour les objets décoratifs et les artefacts historiques
  • Alliages antifriction : Métal Babbitt contenant 80-90 % d'étain pour les paliers de moteur à faible frottement
  • Métal typographique : Alliages étain-plomb pour les caractères d'imprimerie et les machines Linotype

Applications chimiques

Composés organostanniques : Utilisés comme catalyseurs dans la production de mousses de polyuréthane, comme stabilisants du PVC et auparavant comme agents antisalissure marins (désormais soumis à des restrictions en raison de préoccupations environnementales).

Industrie du verre

Procédé du verre flotté : Le verre fondu flotte sur des bains d'étain fondu pour créer des feuilles parfaitement planes destinées aux fenêtres et aux miroirs, produisant plus de 95 % du verre plat mondial.

Revêtements protecteurs

Les revêtements d'étain assurent une résistance à la corrosion de l'acier dans les environnements difficiles, des équipements de transformation alimentaire aux applications marines. L'étamage à chaud et la galvanoplastie sont les principales méthodes d'application.

Applications quotidiennes

Alimentation et cuisine

  • Boîtes de conserve : Protection de milliards de produits alimentaires dans le monde, de la soupe aux aliments pour animaux
  • Moules de cuisson : Moules en cuivre étamé pour la pâtisserie et la confiserie professionnelles
  • Revêtements adaptés au contact alimentaire : Revêtements intérieurs des boîtes empêchant le goût métallique et la contamination
  • Vaisselle en métal anglais : Assiettes, tasses et plats de service pour les occasions spéciales

Électronique

  • Joints de brasure : Connexion des composants électroniques dans les téléphones, les ordinateurs et les appareils électroménagers
  • Cartes électroniques : Étamage des pistes en cuivre pour les protéger de l'oxydation
  • Broches des composants : Revêtement d'étain sur les broches des composants électroniques pour faciliter le brasage

Construction et outils

  • Matériaux de toiture : Acier revêtu de terne pour des toitures durables et résistantes aux intempéries
  • Brasure de plomberie : Brasures à base d'étain sans plomb pour les raccordements de conduites d'eau
  • Objets décoratifs : Enseignes en étain, publicités anciennes et objets d'art populaire

Automobile

  • Paliers de moteur : Métal Babbitt à base d'étain pour un fonctionnement fluide et à faible frottement
  • Revêtements de réservoirs de carburant : Protection contre la corrosion pour le stockage de l'essence et du diesel
  • Systèmes électroniques : Connexions brasées dans l'électronique et les capteurs automobiles

Arts et artisanat

  • Fabrication en métal anglais : Bijoux faits main, objets décoratifs et objets de collection
  • Vitrail : Profilés en étain-plomb pour assembler les pièces de verre dans les fenêtres artistiques
  • Maquettisme : Soldats de plomb, miniatures et moulage de loisir
Le saviez-vous ? L'expression « oreille en étain » ne fait pas référence à l'étain véritable : elle vient du son métallique et plat des récipients bon marché en étain, comparé à celui des céramiques ou de l'argent de qualité !

D’où il vient

Présence naturelle

2.3 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 58% of elements

Répartition mondiale

Minerai principal : cassitérite

La cassitérite (SnO₂) est pratiquement la seule source commerciale d'étain et contient jusqu'à 78,8 % d'étain en masse. Ce minerai lourd et brillant forme des cristaux caractéristiques, bruns à noirs, et se trouve souvent dans des environnements associés au granite.

Principaux gisements mondiaux

  • Chine : Produit 40 % de l'étain mondial, principalement dans le district de Gejiu, dans la province du Yunnan, connu comme la « capitale mondiale de l'étain »
  • Indonésie : Les îles Bangka et Belitung contiennent d'importants gisements alluviaux d'étain
  • Myanmar (Birmanie) : Source historique possédant de riches gisements de cassitérite dans des formations granitiques
  • Bolivie : Mines d'altitude dans les montagnes des Andes, notamment autour d'Oruro
  • Pérou : Production importante d'étain dans la région des Andes
  • Brésil : L'État de Rondônia produit de l'étain à partir de gisements de roches dures et de gisements alluviaux

Formation géologique

Les gisements d'étain se forment par des processus hydrothermaux, lorsque des fluides contenant de l'étain, issus du refroidissement d'intrusions granitiques, déposent de la cassitérite dans les roches environnantes. Ces gisements se trouvent souvent dans :

  • Greisen : Granite altéré contenant du quartz, du mica et de la cassitérite
  • Gisements de skarn : Zones de métamorphisme de contact autour des intrusions granitiques
  • Gisements alluviaux : Cassitérite altérée et concentrée dans les graviers des rivières
  • Systèmes filoniens : Cassitérite dans des filons de quartz traversant le granite

Exploitation alluviale

Une grande partie de l'étain mondial provient de gisements alluviaux, où l'altération a concentré la cassitérite dans les graviers des rivières et les sédiments côtiers. L'industrie historique de l'extraction de l'étain en Malaisie reposait sur de tels gisements.

Abondance et rareté

L'étain est le 47e élément le plus abondant de la croûte terrestre, avec environ 2,3 ppm, ce qui le rend plus rare que le plomb mais plus courant que l'argent. Sa concentration dans des gisements économiquement exploitables nécessite des conditions géologiques particulières, ce qui rend les mines d'étain relativement peu communes dans le monde.

Perspective cosmique : L'étain se forme par nucléosynthèse stellaire dans les étoiles massives et se disperse dans l'espace lors des explosions de supernovae, avant de s'intégrer à de nouveaux systèmes planétaires.

Manipulation

Sécurité

Profil de sécurité de l'étain

Métal généralement sûr

L'étain métallique est considéré comme non toxique et sûr pour les applications en contact avec les aliments. La FDA autorise les récipients étamés pour le stockage alimentaire, et l'étain est utilisé sans danger dans les ustensiles de cuisine depuis des siècles.

Sécurité alimentaire

  • Exposition sans danger : L'apport quotidien d'étain provenant des boîtes de conserve (0,1-1,0 mg) est largement inférieur aux niveaux toxiques
  • Présence naturelle : L'étain est naturellement présent à l'état de traces dans de nombreux aliments
  • Absence de bioaccumulation : L'organisme élimine efficacement l'excès d'étain par le métabolisme normal

Composés organostanniques — PRUDENCE

Les composés organiques de l'étain sont nettement plus toxiques que l'étain métallique et nécessitent une manipulation prudente :

  • Tributylétain (TBT) : Autrefois utilisé dans les peintures marines, il est désormais interdit en raison de sa toxicité environnementale
  • Utilisation industrielle : Les stabilisants du PVC et les catalyseurs nécessitent un équipement de protection
  • Impact environnemental : Certains composés organostanniques persistent dans les sédiments et se bioaccumulent

Sécurité au travail

  • Poussière d'étain : Une inhalation prolongée peut provoquer la « stannose », des dépôts pulmonaires bénins
  • Équipement de protection : Utiliser des masques antipoussière lors du meulage ou de l'usinage des alliages d'étain
  • Sécurité lors du brasage : Assurer une ventilation suffisante pour éviter l'inhalation des fumées de flux
  • Contact cutané : L'étain métallique ne provoque ni irritation ni sensibilisation de la peau

Dangers physiques

  • Cri de l'étain : L'étain pur produit un « cri » caractéristique lorsqu'il est plié ; ce phénomène est sans danger mais indique une contrainte
  • Point de fusion : Le faible point de fusion (232 °C) rend l'étain facile à travailler, mais impose la prudence au contact des surfaces chaudes

Considérations environnementales

  • Recyclable : L'étain est recyclable à 100 % sans perte de qualité
  • Faible impact environnemental : L'étain métallique représente une menace environnementale minimale
  • Utilisation durable : Les revêtements des boîtes en étain sont extrêmement fins, ce qui réduit la consommation de ressources
Conseil de sécurité : Bien que l'étain métallique soit très sûr, utilisez toujours une ventilation appropriée lors du brasage et évitez toute exposition aux produits chimiques organostanniques industriels.

Réponses rapides

Étain : questions fréquentes

What is Étain?

Étain (symbol Sn) is element 50 on the periodic table, a métal post-transitionnel in period 5, group 14. Bronze's other half: tin turned the Stone Age into the Bronze Age. At room temperature it is a solid.

What is the electron configuration of Étain?

Étain's ground-state electron configuration is [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p², giving 5 occupied shells holding 2, 8, 18, 18, 4 electrons respectively. Its outer shell holds 4 electrons, which is what sets its bonding behaviour.

What are the melting and boiling points of Étain?

Étain melts at 505.1 K (231.9 °C) and boils at 2875 K (2601.9 °C).

What is the atomic mass of Étain?

The standard atomic weight of Étain is 118.71 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.

How dense is Étain?

Étain has a density of 7.265 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of étain is about 7.3× heavier.

What is the electronegativity of Étain?

Étain has a Pauling electronegativity of 1.96. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.

Who discovered Étain, and when?

Étain has been known since antiquity — it occurs in a form usable without smelting, so no single person can be credited with its discovery. The name comes from anglo-Saxon tin; symbol from Latin stannum.

How common is Étain on Earth?

Étain makes up about 2.3 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.