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Nature. Métaux nobles : leurs secrets atomiques et leur utilisation

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Habituellement, les métaux précieux ne sont connus du public que sous une forme hautement raffinée et polie, comme les bijoux, les pièces de monnaie ou les grandes œuvres d’art. Cependant, certains des objets en or et en argent les plus précieux et les plus beaux ne doivent rien de leur beauté à l’art humain. La cristallisation naturelle qui se produit dans l’or et l’argent se trouve généralement sous forme de pépites ou dans des filons liés à la roche. Si les circonstances de leur formation le permettent, ils prennent des formes de pierres précieuses avec une symétrie géométrique parfaite, ressemblant presque à des « sculptures de la nature ».

Les métaux précieux

Le platine, l’argent et l’or sont des métaux précieux. La principale caractéristique qui distingue l’or et l’argent de la centaine d’éléments qui composent toute la matière terrestre est leur exceptionnelle durabilité. L’or et le platine font partie des rares métaux que l’on trouve couramment à l’état pur, non combinés à d’autres éléments. La quasi-totalité de l’or extrait existe encore aujourd’hui, sous une forme ou une autre. L’argent est le deuxième métal le plus noble après l’or.

Les premières civilisations associaient l’or au soleil et le considéraient comme un élément masculin. Elles considéraient l’argent comme féminin et l’associaient à la lune. L’or a longtemps été prisé comme un symbole de vie et d’immortalité. Pour beaucoup de gens, la blancheur de l’argent représente la pureté.

Les métaux nobles

Les métaux nobles sont différents des autres éléments du tableau périodique, qui sont toujours en « interaction » avec les autres. Le terme « métal noble » remonte au moins à la fin du XIVe siècle et décrit des éléments métalliques qui sont relativement peu réactifs à l’oxygène. La qualité la plus distinctive des métaux nobles est leur inertie chimique qui les rend résistants à la corrosion, presque inoxydables. Seul un mélange d’acides comme l’eau régale (acide chlorhydrique + acide nitrique) peut les dissoudre, à l’exception de l’argent et de l’iridium.

Outre l’argent et l’or, les six métaux du groupe du platine (ruthénium, rhodium, palladium, osmium, iridium et platine) sont également appelés métaux nobles en raison de leur rareté et du fait qu’on les trouve souvent proches les uns des autres dans la nature.

L’or

Le symbole chimique de l’or est Au. Résistant à l’air, à l’eau, au sel et à la plupart des acides, il est inégalé en termes de polyvalence, de durabilité et pour l’attrait éternel de son éclat lumineux jaune. Il a été dit que l’histoire de l’or est l’histoire du monde.

L’or, qui est à la fois transportable et facilement adopté, est devenu la monnaie du commerce entre les peuples et les pays, ainsi que la motivation des armées conquérantes et des expéditions. C’est le fondement sur lequel les empires ont été construits et par le manque duquel ils sont tombés. Sans lui, aucune civilisation n’a pu atteindre la grandeur.

L’or est utilisé dans la finance et les investissements, la dentisterie et la médecine, l’aérospatiale, dans la fabrication de médailles et comme récompense, mais aussi dans l’électronique et les composants d’ordinateurs.

Fait amusant : Saviez-vous que votre iPhone contient une mine d’or virtuelle ? En fait, pas exactement – Les téléphones portables contiennent environ 0,034 g d’or, qui vaut approximativement 1,57 euro selon le cours actuel.

Les secrets atomiques des métaux précieux

Bon nombre des qualités qui distinguent les métaux nobles des autres éléments peuvent être attribuées à la performance indépendante d’un seul électron. Les atomes qui constituent chaque élément contiennent un nombre spécifique d’électrons qui tournent dans des orbites concrètes appelées couches, autour d’un noyau. Un atome d’or compte 79 électrons en orbite, le platine en compte 78 et l’argent 47. Les électrons en orbite interne sont stables, ceux qui se trouvent dans les couches de valence ou couches externes sont moins attirés par leur noyau, ils peuvent se déplacer librement et interagir avec d’autres atomes.

Un atome d’or, de platine ou d’argent possède un seul électron, le plus libre, qui se déplace à grande vitesse. Les millions d’atomes qui composent un morceau de métal partagent ces électrons libres, qui ne sont liés à aucun atome. Avec leur capacité à transmettre l’électricité, la chaleur et même la lumière, ces particules vagabondes créent un nuage d’électrons qui confère aux métaux précieux leur malléabilité et même leur éclat.

La finesse est une mesure de pureté de l’or ou de l’argent. La finesse de l’or est généralement représentée par une gradation en carats, la finesse de l’argent sous forme de pourcentage. Les carats sont au nombre de 24. L’or 24 carats correspond à 99,9 % d’or. Les métaux malléables et ductiles sont mous et faciles à travailler. L’or peut être aplati en feuilles de moins de quatre millionièmes de pouce d’épaisseur et utilisé comme feuille d’or pour la dorure. Une once d’or peut être étirée en un fil de plus de 65 km de long.

Métaux nobles : leurs secrets atomiques et leur utilisation
L’alchimie, ou la science de la transformation des métaux moins précieux en argent et en or, était prise très au sérieux dans le passé. Laboratoire alchimique - Projet Gutenberg. (Image : wikimedia / Domaine publique)

L’alchimie (qui a perduré jusqu’au XIXe siècle) cherchait à transformer les métaux de base en or. Cela peut sembler inconcevable, mais même des géants intellectuels comme Sir Isaac Newton et Tyco Brahe ont cru à l’alchimie.

L’argent

L’argent est représenté par le symbole Ag sur le tableau périodique. Le mot français vient du terme latin Argentum, qui correspond à l’aspect brillant ou blanc du métal. Les roches argentifères ont une surface sombre, presque fuligineuse, ou des cristaux sombres à l’intérieur. Géographiquement, il existe de nombreux types de minerai d’argent. Certains présentent des veines en forme d’araignée dans les roches, tandis que d’autres sont plutôt gris ou noirs. L’argent est présent dans les cristaux de quartz et de rubis. L’argent et l’or se retrouvent fréquemment ensemble dans un même minerai.

Les couronnes avec des ornements et des décorations en argent remontent à 4000 avant notre ère. En 800 avant notre ère, l’or et l’argent étaient probablement utilisés comme monnaie dans toutes les nations situées entre l’Indus et le Nil.

Le platine, l’or et l’argent sont utilisés pour fabriquer des bijoux car les métaux utilisés en joaillerie sont toujours choisis en fonction de leur réactivité. Ce sont des métaux très brillants et résistants à la corrosion. L’argent présente un aspect raffiné et assure une grande solidité. De plus, l’argent étant plus abordable, les bijoux en argent peuvent être achetés par une majorité de gens.

L’argent a toujours été considéré comme magique car il ne rouille jamais, ne réagit pas avec d’autres substances et contribue même à préserver la fraîcheur et la pureté des aliments et de l’eau. Les peuples anciens, qui ne connaissaient ni la science ni la biologie, étaient conscients des qualités antibactériennes de l’argent pour la nourriture et en médecine.

Tout au long de l’histoire, les teintures et les poudres d’argent étaient souvent administrées sur les plaies pour empêcher la propagation des infections et des septicémies.

L’argent est utilisé dans l’électronique, la fabrication de câbles et les connexions. Il est également présent dans les ordinateurs portables, les téléphones mobiles, les téléviseurs, les lecteurs de DVD, les batteries longue durée et d’autres gadgets électriques. Il est utilisé dans les roulements à billes à haute température, comme dans les moteurs. L’argent est utilisé dans les écrans d’ordinateur flexibles et l’éclairage LED. L’utilisation de l’argent dans les panneaux solaires est sans doute l’utilisation la plus connue depuis que ce secteur a récemment gagné en popularité.

Métaux nobles : leurs secrets atomiques et leur utilisation
Masse de platine et cristaux bien formés, de Russie. (exposition publique, Carnegie Museum of Natural History, Pittsburgh, Pennsylvanie, États-Unis) Le platine est bien plus précieux que l’or, mais il n’a pas de couleur distinctive et prestigieuse. (Image : wikimedia / James St. John / CC BY 2.0)

Les métaux du groupe du platine

Le platine, élément chimique portant le symbole Pt, est l’élément du groupe le plus abondant.

Son nom est dérivé de l’espagnol platina, qui signifie « petit argent ». La valeur du platine découle de son extrême rareté, 30 fois supérieure à celle de l’or. Le platine a également une densité élevée. C’est le troisième élément naturel le plus dense connu, après l’osmium et l’iridium.

À la fin du XVIIIe siècle, la poudre de platine était fondue sur de la porcelaine. Les progrès techniques du XXe siècle ont rendu le métal plus pratique, mais ont également généré une demande qui a fait grimper son prix bien au-dessus de celui de l’argent. La vaisselle n’était plus une option, et le platine a rejoint l’or et l’argent en tant que métal préféré pour certains des bijoux les plus appréciés au monde.

En 1908, Le Cullinan ou Grande étoile d’Afrique de 516 carats a été sertie en platine sur le sceptre royal britannique, tandis que le Koh-i-Noor des Indes a été réduit de 800 à 106 carats pour la couronne d’État d’Angleterre, également sertie en platine. En raison de sa résistance à la traction, une seule once de platine peut être filée en un fil de plus de 3 km de long.

Le palladium, de symbole Pd, doit son nom à la déesse grecque de la sagesse, Athéna ou Pallas. Le palladium est un métal blanc argenté ou de couleur acier brillant, parfois gris blanc. Il a été trouvé sous forme non combinée dans la nature au Brésil. La plupart du temps, le palladium est utilisé dans les convertisseurs catalytiques des voitures. Il est aussi utilisé dans l’industrie électronique pour la fabrication de condensateurs en céramique, que l’on trouve dans les ordinateurs portables et les téléphones mobiles.

Le rhodium, Rh, est dérivé du mot grec rhodon, qui signifie « rose ». Ce symbole de la rose est généralement accompagné de la devise « Dat Rosa Mel Apibus » (La rose permet aux abeilles de produire du miel), une métaphore de l’éternité. Le rhodium est un métal blanc rare du groupe du platine utilisé dans la galvanoplastie des bijoux. Tout comme le palladium, le rhodium est couramment utilisé dans les convertisseurs catalytiques des automobiles, contribuant à réduire les oxydes d’azote dans les gaz d’échappement. Le revêtement des fibres optiques et des miroirs optiques, ainsi que les creusets, les composants de thermocouples et les réflecteurs de phares, font partie de ses autres applications.

Le ruthénium, Ru, est l’un des métaux les plus rares de la planète. On le trouve dans la nature sous sa forme brute. Son nom vient de Ruthenia, le mot latin pour Russie. Il est utilisé pour renforcer les alliages de platine et de palladium, ainsi que dans les résistances et les connecteurs des puces électroniques.

L’iridium, Ir, doit son nom à la déesse grecque des arcs-en-ciel, Iris. Les ailes irisées de la libellule symbolisent à la fois le nom de l’élément et ses sels colorés. Il est presque aussi inerte que l’or et sa densité et son point de fusion sont élevés. C’est le deuxième élément naturel le plus dense au monde. On trouve l’iridium non combiné dans la nature, dans des sédiments déposés par des rivières. L’iridium est le métal le plus résistant au monde à la corrosion. Il est utilisé pour la fabrication des pointes de stylos et des boussoles, ainsi que dans un alliage avec l’osmium. Son point de fusion élevé et sa faible réactivité en font un métal idéal pour les connexions des bougies d’allumage des voitures.

Il est intéressant de noter que la croûte terrestre est recouverte d’une fine couche d’iridium, qui proviendrait d’un énorme météore ou astéroïde ayant frappé la Terre, peut-être le même que celui auquel on attribue l’extinction des dinosaures. L’iridium se trouve couramment dans les météores et les astéroïdes, mais ne se trouve pas à l’origine dans la croûte terrestre. La théorie veut que la collision ait créé un énorme nuage de poussière contenant de l’iridium, qui s’est ensuite déposé à la surface de la Terre.

Un lien vertueux

Après avoir constaté que l’alchimie entre des individus s’unissant dans un but égoïste était généralement beaucoup plus forte que celle entre des personnes vertueuses s’associant pour une noble cause, quelqu’un a un jour posé cette question à un sage : « Pourquoi cela ? »

Le Yogi expliqua qu’en chimie, il existe une classe d’éléments appelés métaux nobles, ainsi nommés parce qu’ils réagissent et s’associent moins. Ces métaux, qui comprennent l’argent, l’or et le platine, sont non seulement brillants, mais aussi précieux.

Dans la nature, les hyènes sont plus susceptibles que les lions d’établir un groupe, et pourtant les lions prospèrent. Les petits nombres ne diminuent pas la puissance d’une troupe. Peut-être cela est-il dû au mode de vie : les individus négatifs sont avares et intéressés à l’intérieur, c’est pourquoi ils se serrent les coudes à l’extérieur, pour se séparer plus tard car leurs liens ne servent que leurs intérêts. Un petit nombre de personnes nobles peut créer une alliance puissante pour lutter contre les forces du mal et combattre non seulement pour leurs propres droits, mais aussi pour une juste cause.

Rédacteur Swanne Vi

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