Zinc : présentation

Elément Zinc

Zn (Z =30)

 

Un élément indispensable à la vie

 

Structure électronique, configuration de l'état fondamental

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

Place dans la classification périodique

Le zinc appartient à la 4ème ligne et à la 12° colonne de la classification périodique, soit la première ligne des éléments de transition et la 10ème colonne du bloc d.

Abondance dans la nature

Dans la croûte terrestre, le zinc est le 24° élément le plus abondant : 75 ppm. C’est le deuxième métal de transition le plus abondant dans les organismes vivants (après le fer). L'organisme humain contient de 2 à 3 g de zinc.

Principaux composés

Les minerais principaux sont la sphalérite, riche en sulfure de zinc ZnS (la blende) qui contient aussi du plomb et la calamine (nom en Europe) ou smithsonite (nom aux Etats-Unis) ZnCO3. L’hémimorphite Zn4Si2O7(OH)2,H2O est moins abondant ainsi que la franklinite (Zn,Fe)O,(Fe2O3).

Propriétés chimiques

La structure électronique des derniers niveaux d’énergie de l’atome de zinc (3d)10(4s)2 permet la formation d’ions Zn2+ par perte des deux électrons (4s) et de 2 liaisons iono-covalentes (ZnO).

Le zinc métal est peu réactif car il s’oxyde facilement et l’oxyde le protège de réactions ultérieures. On peut donc s’en servir comme revêtement de toiture.

 Principaux degrés d'oxydation

Le zinc existe essentiellement aux degrés d’oxydation 0 (métal) et +II. De nombreux complexes sont possibles.

Principaux composés

L’oxyde de zinc ZnO, est utilisé comme pigment blanc dans les peintures (le blanc de Chine), comme antiseptique contre les brûlures. Le peroxyde de zinc ZnO2 est un catalyseur pour la vulcanisation du caoutchouc. Le chlorure de zinc ZnCl2 sert de catalyseur en chimie organique, d’électrolytes pour les piles sèches. Le phosphate de zinc est utilisé comme ciments dentaires. Le carbonate de zinc est un pigment blanc pour les céramiques, les émaux.

Le zinc est un oligoélément qui intervient dans plus de 200 enzymes où il joue un rôle structural, régulateur ou catalytique. On citera deux enzymes : la carboxypeptidase A et l’anhydrase carbonique.

Principales propriétés physicochimiques

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

http://www.chemicool.com/

 Propriétés atomiques et isotopes

Le zinc comporte cinq isotopes stables : 64Zn (48,6 % des atomes), 66Zn (27,9%), 67Zn (4,1%), 68Zni (18,8%) and 70Zn (0,6%).

Importance industrielle et économique

La formation d’un oxyde protecteur permet la préparation de revêtements anti corrosion, ainsi que de nombreux alliages inoxydables. C’est ainsi que l’utilisation la plus importante concerne la galvanisation 50% de la production. Le reste de la production se répartit en 17% de laiton (alliage à base de cuivre), 17% d’alliages de fonderie dont les "Zamak" (ZA4G, ZA4U1G, ZA4U3G) contenant de 3,9 à 4,3 % d'aluminium, ainsi que jusqu'à 3,5 % de cuivre et jusqu'à 0,06 % de magnésium.

Ses propriétés électrochimiques le font utiliser comme anode sacrificielle, pour la fabrication de piles.

Les synthèses organiques utilisent 6% de la production, le zinc à l’état divisé étant un bon réducteur (synthèse de l’aniline), catalyseur...

Le recyclage fournit 30 % de la consommation mondiale de zinc.

Les principaux producteurs sont la Chine, l’Australie, le Canada, les Etats-Unis, le Pérou, le Mexique.

Source : http://www.societechimiquedefrance.fr/extras/Donnees/acc.htm

Toxicité - importance biologique

Les besoins en zinc de l’organisme humain sont de 11 à 15 mg/j nécessaires à l'activité de plus de 300 enzymes. Sa déficience entraîne en particulier, le nanisme… 1/3 de la population mondiale est affecté par un déficit en zinc ce qui entraîne 800 000 morts/an dans le monde.

Histoire, Date de la mise en évidence 

Connu en Inde et en Chine avant 1500, en 1746 Andreas Marggraf en Allemagne isole le zinc.

Origine du nom et du symbole

Vient de l’allemand Zink, dérivé du mot Perse « sing » signifiant pierre.

L'élément en un clin d'œil

Informations essentielles sur l'élément zinc

     Nom : zinc

     Symbole : Zn

     Numéro atomique: 30

     Masse atomique : 65,39

     Etat standard : solide bleu gris

 

     Dans la classification périodique

     Nom du groupe :groupe du zinc

     Période : 4°

     Bloc : d

     Classification: métaux de transition

 

Pour en savoir davantage :

 - le produit du jour du 8 avril 2011 sur le site de la SCF (Société chimique de France)

 http://www.societechimiquedefrance.fr/produit-du-jour/zinc.html

 

Bibliographie

 Sitographie

 

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