Présentation

Le Zinc est un élément chimique qui porte le numéro 30 dans la classification périodique des éléments.

Quelle est la localisation du zinc dans le tableau périodique des éléments ? Le tableau périodique et la localisation de l'élément 30 dans ce dernier.

Informations générales
SymboleZn
Numéro atomique30
FamilleMétal de transition
Groupe12
Période4
Blocd
Masse volumique7,134 g.cm-3
Dureté2,5
CouleurGris bleuté
Propriétés atomiques
Masse atomique62,409 u
Rayon atomique135 pm
Configuration électronique[Ar] 4s2 3d10
Électrons par niveau d'énergie2 | 8 | 18 | 2
OxydeAmphotère
Propriétés physiques
État ordinaireSolide
Point de fusion419,527°C
Point d'ébullition907°C

Définitions

  • Numéro atomique : Le numéro atomique d'un atome représente le nombre de protons de ce dernier
  • Famille : L'UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée) a regroupé en 10 familles les éléments chimiques qui présentent des propriétés physiques et chimiques semblables
  • Groupe : Chaque groupe correspond aux éléments chimiques présents dans une même colonne du tableau périodique des éléments
  • Période : Chaque période correspond aux éléments chimiques présents dans une même ligne du tableau périodique des éléments. Ils partagent également le même nombre de couches électroniques. On en compte 7 au maximum
  • Bloc : Les éléments périodiques sont classés par bloc selon leurs propriétés et selon les couches électroniques jusqu’auxquelles elles sont remplies
  • Dureté : La dureté d'un matériau représente la résistance qu'il oppose à la pénétration. On peut la mesurer selon plusieurs méthodes : la méthode par pénétration, la méthode par rayage ou encore la méthode par rebondissement
  • Point de fusion : Le point de fusion correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l'élément chimique fond, passant ainsi de l'état solide à l'état liquide
  • Point d'ébullition : Le point d'ébullition correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l'élément chimique bout, passant ainsi de l'état liquide à l'état gazeux

Rappel : La classification périodique des éléments, aussi appelée tableau de Mendeleïev, du nom de son créateur. C'est un chimiste russe qui en 1869 créa un tableau dont le but était de regrouper tous les éléments chimiques connus par points communs (groupes et familles par exemple). Il a souvent été ajusté et mis à jour depuis cette époque.

Sa dernière révision date de 2016 par l'UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée), une ONG suisse qui a pour but l'évolution de la physique-chimie. Le tableau périodique compte à ce jour 118 éléments.

L’UICPA, l’Union Internationale de Chimie Pure et Appliquée est une organisation non gouvernementale ayant son siège à Zurich, en Suisse. Créée en 1919, elle s’intéresse au progrès de la chimie, de la chimie physique et de la biochimie. Ses membres sont les différentes sociétés nationales de chimie et elle est membre du Conseil International pour la Science.

L’UICPA est une autorité reconnue dans le développement des règles à adopter pour la nomenclature, les symboles et autres terminologie des éléments chimiques et leurs dérivé via son Comité Interdivisionnel de la Nomenclature et des Symboles. Ce comité fixe la nomenclature de l’UICPA.

Un peu d’histoire

Étymologie

Le nom de l'élément 30, le zinc, est formé a partir du mot "zinken" utilisé pour la première fois par l'alchimiste suisse Paracelse au XVe siècle.

Son étymologie n'est pas connue avec certitude. Néanmoins, l'hypothèse la plus répandue veut qu'il dérive de l'allemand "zinke" signifiant "pointe acérée" mais selon d'autres hypothèses "zinc" pourrait aussi dériver:

  • de l'allemand "zinn" désignant l'étain
  • du grec "zinc"
  • du persan "sing" signifiant "pierre"

Découverte

Depuis l'antiquité, on connait des composés à base de zinc tels que la calamine, c'est à dire le carbonate de zinc, l'oxyde de zinc, obtenu par calcination de la calamine,  ainsi que le laiton, c'est à dire un alliage de zinc et de cuivre.

Les techniques permettant d'obtenir du zinc métallique pur sont maîtrisées depuis le moyen-âge mais la date exacte de leur découverte n'est pas connue avec exactitude.

Présence à l’état naturel

Le zinc est un élément chimique qui possède un clarke compris entre 70 et 132 g/t. Il est donc un élément qui est moyennement présent dans l'écorce terrestre.

Le clarke d’un élément chimique définit sa présence moyenne dans la croûte terrestre . Il s’exprime sous la forme d’une fraction massique en pourcentage, ppm (partie par million), ou ppb (partie par milliard)

Cependant, le zinc dit natif est un métal très rare recensé dès le XIXe siècle en Australie.

 

De plus, la blende est le principal minerai de zinc, un minerai à base de sphalérite et de sulfure de zinc.

Où obtenir du zinc ? Voici un exemple d'échantillon constitué de zinc et de sphalérite

Propriétés physiques et chimiques

Le zinc sous forme de corps simple

C'est un métal gris qui s'oxyde en surface en présence de dioxygène et se recouvre d'un couche d'oxyde de zinc.

Il réagit avec la plupart des bases et des acide en produisant du dihydrogène.

Les ions du zinc en solution aqueuse

L'ion zinc II, de formule Zn2+, est un action présentant deux charge excédentaires positive.

Il est incolore en solution aqueuse et en présence de soude il forme un précipité blanc d'hydroxyde de zinc qui se redissout si la soude est fort excès.

Composés à base de zinc

L'oxyde de zinc, de formule ZnO, se présente sous forme d'une poudre blanche qui peut se dissoudre dans les acides en formant des ions zinc.

Isotopes

Des isotopes sont des atomes qui possèdent le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons

L'élément 30, le zinc, est un élément possédant 30 isotopes dont le nombre de masse est compris entre 54 et 83.

Le nombre de masse d’un atome est le nombre de nucléons qu’il contient. Il s’agit donc de la somme du nombre de protons et du nombre de protons qui constituent le noyau de l’atome

En plus de ces isotopes, le zinc est également un élément qui possède dix isomères nucléaires.

Des isomères nucléaires sont des atomes qui partagent le même noyau mais dans états énergétiques différents. C’est à dire qu’ils comportent un spin et une énergie d’excitation spéciaux. Dans leur état d’énergie le plus bas, on dit qu’ils atteignent l’état fondamental

Parmi ces isomères nucléaires, seulement la moitié sont stables et constituent la totalité du zinc présent sur Terre :

  • Le zinc 64, l'isomère nucléaire le plus abondant sur Terre avec une proportion de 48,6% du zinc naturellement présent,
  • Le zinc 66,
  • Le zinc 67,
  • Le zinc 68,
  • Et le zinc 70.

Additionnés aux isotopes et aux isomères naturels, le zinc possède également 25 radioisotopes. Le plus abondant et le plus stable de ses radioisotopes étant le zinc 65 qui présente une période radioactive de 46,5 heures contre 14 heures voire moins d'une seconde pour les autres radioisotopes.

On appelle période radioactive le temps nécessaire pour que la moitié des noyaux d’un isotope radioactif se désintègre de manière naturelle. Cette période n’est influencée en aucun cas par les conditions de l’environnement, que ce soit la température, la pression ou encore le champ magnétique, elle est propre à l’isotope en question. Statistiquement, on peut dire que la période radioactive est le temps à l’issue duquel le noyau de l’atome a 50 % de chances de s’être désintégré

Utilisations

Qu'est-ce-que le laiton ? A l'époque, la robinetterie était fabriquée en laiton

L'utilisation la plus connue du zinc est l'application en dépôt sur les aciers afin de protéger ces derniers de la corrosion. Ce processus, appelé galvanisation, est couramment utilisé dans l'industrie automobile, industrielle ou dans la fabrication d'appareils électroménagers.

Le zinc permet également la confection de certains alliages tels que le laiton, constitué de cuivre et de zinc.

Utilisation historique

Durant la Seconde Guerre mondiale, les pièces de monnaies étaient frappées de zinc

Toxicité

Le zinc n'est pas élément toxique dans des cas classiques puisque l'organisme humain en a besoin. Il peut même, de façon proportionnelles, gérer des quantités importantes de zinc.

Néanmoins, lorsque ces quantités sont trop importantes pour l'organisme, des crampes d'estomac mais également des irritations de la peau, des vomissement et de l'anémie peuvent faire leur apparition. Dans des cas extrêmes, le métabolisme peut être gravement perturbé et le pancréas risque d'être endommagé.

Pour les personnes travaillant au contact du zinc, on surnomme la contamination au zinc "fièvre du fondeur" puisque les symptômes sont comparables à ceux de la grippe.

Écotoxicité

Quels sont les dangers du zinc ? Soyez prudent aux lieux d'élevage du bétail, ils risquent parfois d'être contaminés par des produits toxiques

On dit d’un objet qu’il est écotoxique lorsqu’il est toxique pour l’environnement, c’est-à-dire polluant

Le zinc est un élément dit écotoxique. En effet, la population mondiale absorbe, par l’intermédiaire de l’eau et de la nourriture, du zinc. Cela est dû aux quantités importantes, et qui sont souvent non contrôlées, près des eaux polluées rejetées par certaines industries.

De ce fait, le sol est pollué mais également les eaux souterraines, affectant les personnes vivant près de ce genre de site mais également les animaux et les végétaux évoluant dans cet environnement.

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Clément

Freelancer et pilote, j'espère atteindre la sagesse en partageant le savoir que j'ai acquis lors de mes voyages au volant de ma berline. Curieux scientifique, ma soif de découverte n'a d'égale que la durée de demie-vie du bismuth 209.

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