Plomb

Elément PLOMB

(Z = 82)

 

L’élément lourd le plus répandu sur Terre.

 

 Structure électronique, configuration de l'état fondamental

Le plomb a pour structure électronique (1s)2(2s)2(2p)6(3s)2(3p)6(3d)10(4s)2(4p)6(4d)10(4f14)(5s)2(5p)6(5d)10(6s)2(6p)2

ou [Xe](4f14)(5d)10(6s)2(6p)2. Comme le carbone, son terme fondamental est un triplet : 3P0.

 

Place dans la classification périodique

Le plomb appartient au bloc des éléments p, colonne 14 (np2), celle du carbone, et à la 6ème période.

 Abondance dans la nature

Le plomb est peu abondant dans la croûte terrestre (16 ppm). Il existe peu à l’état natif, en de très rares endroits où ont été réunies naturellement des conditions très réductrices (Suède). Ses minerais sont essentiellement des sulfures, la galène (PbS), mais aussi des carbonates, la cérusite (PbCO3), des oxydes PbO (litharge) et Pb3O4 (minium).

 Propriétés chimiques

La structure électronique des derniers niveaux d’énergie de l’atome de plomb (6s)2(6p)2 permet la formation d’ions Pb2+ par perte des deux électrons (6p) et de 4 liaisons iono-covalentes. (PbO2). Il forme des complexes de diverses géométries, notamment hexacoordonnés, comme l’ion hexahydroxoplombate (IV) [Pb(OH)6]2-, l’ion hexaiodoplombate(IV) [PbI6]2-. En solution aqueuse, l’ion Pb2+ s’hydrolyse (PbOH+) mais la principale espèce en est [Pb4OH)4]4+ de structure cubane avec des ponts m3-OH.

Le plomb s’oxyde facilement à l’air, il se forme un oxyde imperméable qui le protège. Il possède un caractère métallique marqué.

 Principaux degrés d'oxydation

Le plomb existe essentiellement aux degrés d’oxydation 0 (métal), +II et +IV.

 Principaux composés

Les pigments, élaborés à partir de litharge : jaune (chromate : PbCrO4 entrant dans la fabrication de la peinture des ex-bandes jaunes routières), rouge (molybdate : PbMoO4) ne sont plus utilisés. La céruse (2PbCO3, Pb(OH)2) qui a été pendant longtemps employée comme pigment blanc dans les peintures est interdite depuis 1948. Le plomb tétraéthyle [(Pb(Et)4], longtemps utilisé comme antidétonant dans l’essence est interdit aux Etas-Unis depuis 1986, en Europe depuis 2001 mais continue d’être utilisé ici et là en Afrique.

 Principales propriétés physicochimiques

Les données sur les énergies d'ionisation, l'électronégativité, la nature des liaisons figurent dans les adresses données dans la sitographie.

 Propriétés atomiques et isotopes

Le plomb possède 4 isotopes stables  204Pb (1,4% des atomes), 206Pb (24,1% des atomes), 207Pb (22,1% des atomes), 208Pb (52,4% des atomes). C’est le seul élément stable de la classification périodique dont la masse atomique varie selon le minerai d’extraction, car seul l’isotope 204Pb n’est pas le produit ultime de désintégration d’une série radioactive. La composition du noyau du 208Pb (82 protons, 126 neutrons, avec deux couches complètes – protons et nucléons -, doublement « magique ») en fait le nucléide le plus lourd stable (il ne donne pas d’émission alpha, beta et gamma).

La masse atomique retenue est celle du plomb extrait du minerai le plus courant, la galène.

Le prix Nobel 1914 a été attribué à T.W. Richards "in recognition of his accurate determinations of the atomic weight of a large number of chemical elements", en particulier pour ses études sur la masse atomique du plomb, dans le contexte nouveau de la radioactivité.

 Importance industrielle et économique

La production minière mondiale ne représente, en 2008, que 47 % de la production totale, le recyclage du plomb étant particulièrement bien développé.

80% de la production est utilisée pour les accumulateurs. Les munitions, les gaines de câbles électriques, les alliages pour soudure (62 % Sn, 32 % Pb), le verre, l'entretien et la rénovation des bâtiments.

 Toxicité - importance biologique

Le plomb n’a pas de fonction biologique connue. Le métal et ses composés sont toxiques par inhalation ou ingestion. Les effets sont cumulatifs. Les maladies provoquées sont regroupées sous le nom de saturnisme. Incorporés dans l'organisme, les ions Pb2+ entrent en compétition avec les ions Ca2+ dans la formation des os (phosphate de calcium). Le plomb peut aussi bloquer plusieurs enzymes. L'ingestion doit être limitée à 3 mg Pb/semaine. Normes de l'Union européenne : maximun admissible dans l'eau potable : 25 mg Pb/L (10 mg/L fin 2013), concentration maximale admissible dans l'atmosphère : 0,5 mg/m3, en moyenne annuelle

La plombémie, taux de plomb dans le sang, varie, en général, de 7 à 20 mg/100 mL de sang, en fonction de la contamination atmosphérique (0,1 à 0,2 mg/m3 dans les zones rurales, 1 à 2 mg/m3 en moyenne dans les grandes villes). En Europe, la valeur maximale admissible est de 35 mg/100 mL chez l’adulte et 15 mg/100mL chez l'enfant.

 Histoire, Date de la mise en évidence

Le métal plomb est connu depuis la haute antiquité. Il était utilisé dans les conduites d’eau chez les romains.

 Origine du nom et du symbole

Vient du latin plumbum signifiant liquide argenté.

 L'élément en un clin d'œil

 Informations essentielles sur l'élément plomb

     Nom : plomb

     Symbole : Pb

     Numéro atomique: 82

     Masse atomique : 207,2

     Etat standard : solide

     Couleur : bleuté brillant

     Dans la classification périodique

     Bloc : p

     Colonne : 14° colonne de la classification

     Période : 6

     Classification : métal

 Pour en savoir davantage :

Sitographie

Bibliographie

 

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