MÉTAUXMétaux alcalins
Carte mentale
Élargissez votre recherche dans Universalis
Les composés alcalins
La stabilité des hydrures alcalins croît avec le numéro atomique. L'hydrure de lithium possède une stabilité exceptionnelle. Fondu, il conduit l'électricité et, par électrolyse, on recueille de l'hydrogène à l'anode, ce qui permet d'affirmer l'existence d'une structure Li+H-. Ce composé s'obtient facilement en faisant passer un courant d'hydrogène sur du métal légèrement chauffé. La préparation des autres hydrures est plus délicate. On remarque une augmentation de masse volumique sensible entre le métal et l'hydrure, ce qui suppose une contraction de volume, qui peut atteindre 44 p. 100 dans le cas du césium, au cours de la réaction entre le métal et l'hydrogène. La combinaison directe du métal et de l'azote n'a lieu que dans le cas du lithium pour conduire au nitrure Li3N dès la température ordinaire.
Les oxydes normaux de type M2O ne se préparent pas facilement par oxydation directe, et seul celui du lithium est assez usuel. Les alcalins lourds donnent plutôt des composés plus riches en oxygène. Le produit de la combustion du sodium est principalement le peroxyde Na2O2 ; celui de la combustion des alcalins lourds, le superoxyde, comme KO2. L'étude complète du système césium-oxygène met en outre en évidence plusieurs sous-oxydes : Cs7O, Cs4O, Cs7O2. Les peroxydes libèrent de l'eau oxygénée par action des acides ou de l'eau :
En milieu basique, l'eau oxygénée, instable, libère son oxygène, ce qui permet d'utiliser le peroxyde de sodium, sous le nom d'oxylithe, pour préparer de petites quantités de ce gaz par simple adjonction d'eau. Les oxydes, comme les hydroxydes et de nombreux composés alcalins, possèdent des chaleurs de formation qui dépassent souvent quatre cents kilojoules par mole de métal, ce qui les rend thermiquement stables et très difficiles à réduire. L'existence de composés de type M2O2 et MO2 ne doit pas faire penser que les métaux alcalins possèdent parfois un degré d'oxydation de 2 ou 4 ; en effet, la stru [...]
1
2
3
4
5
…
pour nos abonnés,
l’article se compose de 5 pages
Écrit par :
- Jean PERROTEY : docteur ès sciences, maître assistant à l'université de Haute-Normandie
Classification
Autres références
« MÉTAUX » est également traité dans :
MÉTAUX - Vue d'ensemble
Le groupe des métaux rassemble environ soixante-quinze éléments de la table périodique dont il occupe toute la partie gauche. Structurellement, les métaux se définissent comme les éléments comportant moins de quatre électrons sur la couche électronique de valence. Comme ces électrons sont facilement perdus pour former l'octet stable, les métaux se caractérisent fondamentalement comme donneurs d'él […] Lire la suite
MÉTAUX - Gisements métallifères
L'utilisation des métaux contenus dans les roches a été, dès la fin du Néolithique, une préoccupation de l'homme. La recherche des métaux natifs d'abord, des minerais ensuite, remonte donc fort loin. Plus près de nous, les Grecs et les Romains se révélèrent des exploitants habiles, et de nombreuses mines renferment des vestiges de ces époques.Jusque vers 1930, seuls les corps minéralisés à forte t […] Lire la suite
MÉTAUX - Métallogénie
Dans une première approche et de façon résumée, on peut dire que la métallogénie est la science des gisements (ou gîtes) métallifères et de leur genèse. Le terme a été créé, au début du xxe siècle, par le géologue français Louis de Launay (1860-1938), pour qui : « La métallogénie étudie les gisements minéraux des éléments chimiques, leurs groupements […] Lire la suite
MÉTAUX - Métaux alcalino-terreux
Les métaux alcalino-terreux constituent la deuxième colonne du tableau de classification périodique des éléments. On peut distinguer les alcalino-terreux vrais – calcium, strontium, baryum, radium – et deux éléments plus légers – béryllium et magnésium –, qui présentent des particularités propres. Ce double nom d'alcalino-terreux trouve son origine dans les propriétés des oxydes, qui furent les p […] Lire la suite
MÉTAUX - Métaux de transition
Les cinquante-six éléments chimiques dits de transition actuellement connus comportent tous, soit à l'état d'élément simple, soit dans un état oxydé stable, une sous-couche électronique d ou f partiellement remplie. L'existence de niveaux profonds incomplets leur confère des propriétés voisines. À l'état de corps simples, ils se caractérisent par un haut poi […] Lire la suite
MÉTAUX - Superplasticité des métaux
L'une des propriétés principales de l'état métallique est l'aptitude à la déformation sous l'effet d'une contrainte . Selon la valeur de celle-ci, la déformation résultante peut être élastique , c'est-à-dire qu'elle se résorbe si la contrainte cesse d'être appliquée, ou plastique , le solide conservant dans ce cas une déformation permanente après que la sollicitation mécanique a été supprimée. On […] Lire la suite
ACIDES & BASES
Dans le chapitre « Solvant plus basique que l'eau : l'ammoniac liquide » : […] La structure de l'ammoniac liquide, qui bout à — 33 0 C, rappelle beaucoup celle de l'eau, en raison de l'existence de liaisons hydrogène. Il s'ionise suivant : K e = [NH 4 + ] [NH 2 — ] est de l'ordre de 3 × 10 —33 . La limite inférieure de l'échelle d'acidité est par rapport à l'eau : 11,8 (acides BH + ) et 7,7 (acides HA) ; la limite supérieure est très élevée, puisque l'échelle doit s'étendr […] Lire la suite
AGRÉGATS, physico-chimie
Dans le chapitre « Structure électronique des agrégats métalliques » : […] Dans un agrégat métallique suffisamment petit, les électrons de conduction ne peuvent plus sauter d'un état quantique à l'autre car la différence d'énergie entre deux états successifs (qui varie comme 1/N) devient plus grande que l'énergie thermique. Par conséquent, lorsque la valence du métal considéré est impaire, le dernier état occupé (niveau de Fermi) comprend un seul électron quand N est imp […] Lire la suite
ALLIAGES
Les alliages représentent une illustration matérielle du vieux dicton « l'union fait la force ». L'homme a toujours cherché des matériaux plus performants à l'utilisation, plus faciles à fabriquer ou à mettre en œuvre et plus économiques. Les alliages métalliques sont particulièrement importants dans la société humaine, et ce depuis l'Âge du bronze. Les métaux de grande pureté (99,99 p. 100 en p […] Lire la suite
ALUMINIUM
Bien qu'il ne soit passé dans le domaine industriel qu'à la fin du xix e siècle, après la découverte par Paul Louis Toussaint Héroult et Charles Martin Hall du procédé de fabrication par électrolyse, l'aluminium est devenu le premier des métaux non ferreux. Sa légèreté, son inaltérabilité pratique, sa bonne conductibilité électrique et thermique, sa facilité de décoration et la grande résistance […] Lire la suite
AMMONIAC
Dans le chapitre « Propriétés physiques » : […] L' ammoniac est un gaz incolore, d'odeur vive, à saveur caustique, irritant les muqueuses. Ses caractéristiques physiques essentielles sont indiquées dans le tableau . Elles sont comme celles de l'eau, anormales si on les compare à celles des autres hydrures volatils (phosphine, arsine, stibine). Les températures de fusion et d'ébullition sont plus élevées ; sa chaleur d'évaporation anormalement é […] Lire la suite
ANTIMOINE
L' antimoine est l'élément chimique métallique de symbole Sb (du latin stibium ), de numéro atomique 51. C'est un solide brillant de couleur argentée. Il est assez rare : les deux tiers des éléments naturels sont plus abondants que lui dans la croûte terrestre. Toutefois, il se rencontre, en certains endroits, sous forme de minerais riches, souvent associés à ceux de plomb, de cuivre et d'argent. […] Lire la suite
ARGENT, métal
L'argent, élément chimique de symbole Ag et de numéro atomique 47, est l'un des métaux les plus anciennement connus. Il semble cependant que sa découverte soit postérieure à celle des deux autres métaux de la même famille chimique : l'or et le cuivre. Dès la première dynastie égyptienne, vers 3500 avant J.-C., sa rareté, son blanc très pur et son inaltérabilité le faisaient employer comme monnaie […] Lire la suite
ATOME
Dans le chapitre « Atome et théorie du solide » : […] La théorie atomique et les méthodes de la mécanique quantique ont permis une description détaillée des propriétés de la matière à l'état solide. Les cristaux sont caractérisés par un arrangement très ordonné de leurs atomes tel qu'un réseau géométrique caractéristique se répète dans tout le cristal . Les corps amorphes (les verres par exemple) sont constitués d'atomes qui ne sont que localement or […] Lire la suite
AZOTE
Dans le chapitre « Action de l'azote sur les métaux : les nitrures » : […] À la pression atmosphérique, l'azote ne semble réagir qu'avec le lithium à température ordinaire ; il réagit à température plus élevée avec les métaux alcalino-terreux, l'aluminium, les éléments de transition de la première famille, les éléments les plus électropositifs de la seconde et de la troisième, les lanthanides et les actinides. Les molécules d'azote ne réagissent avec le sodium ou le pot […] Lire la suite
BANDES D'ÉNERGIE THÉORIE DES
Dans un atome isolé, les électrons se répartissent, en obéissant au principe de Pauli, entre des niveaux d'énergie bien déterminés, pratiquement sans largeur. Quand on rapproche par la pensée N atomes (avec N ∼ 10 23 ) pour construire un solide et qu'on oublie l'interaction entre les atomes, on est en droit de dire que chaque niveau atomique d'énergie ε i donne naissance à N niveaux équivalents […] Lire la suite
BARYUM
Du grec barus , lourd Symbole chimique : Ba Numéro atomique : 56 Masse atomique : 137,34 g Point de fusion : 725 0 C Point d'ébullition : 1 640 0 C Densité (à 20 0 C) : 3,5. Deuxième membre de la famille des alcalinoterreux (après le calcium), dont C. W. Scheele découvrit la base (baryte) dans la pyrolucite. Le métal fut isolé par Berzelius (1808), puis H. Davy et Bunsen l'ont obtenu pur par éle […] Lire la suite
BÉRYLLIUM
Le béryllium est l'élément chimique métallique de symbole Be et de numéro atomique 4. C'est un métal gris, léger (1,85 g/cm 3 ), qui rappelle, par certaines de ses propriétés, le magnésium et surtout l'aluminium. Bien que le béryl et ses variétés précieuses, l'émeraude et l'aigue-marine, soient connus depuis fort longtemps et que le béryllium ait été isolé dès 1828, la même année que le magnésiu […] Lire la suite
BIODÉPOLLUTION
Dans le chapitre « Deux types de polluants » : […] Les composés chimiques sont classés en deux catégories : les métaux et les substances organiques (pesticides, hydrocarbures). Certains métaux peuvent être essentiels à la vie à très faibles doses (oligoéléments) – par exemple, le cuivre, le cobalt, le sélénium... –, car ils sont impliqués dans le métabolisme cellulaire (cofacteur enzymatique, stabilisateur de structure secondaire des protéines...) […] Lire la suite
Voir aussi
Pour citer l’article
Jean PERROTEY, « MÉTAUX - Métaux alcalins », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 02 juillet 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/metaux-metaux-alcalins/