Métal pauvre

Modèle:Éléments/Métaux pauvresEn chimie, un métal pauvre, parfois appelé métal de post-transition ou métal post-transitionnel, est un élément chimique métallique situé, dans le tableau périodique, entre les métaux de transition à leur gauche et les métalloïdes à leur droite. Le terme métal pauvre est assez peu employé, et en concurrence avec diverses autres appellations, également peu employées, recouvrant des notions apparentées, par exemple métal du bloc p ; il rend compte du fait que les propriétés métalliques de ces éléments sont les moins marquées de l'ensemble des métaux. Il est employé ici à défaut d'une terminologie validée par l'IUPAC pour désigner collectivement les éléments de cette nature.

Il s'agit de métaux mous ou fragiles et à la résistance mécanique médiocre, avec un point de fusion inférieur à celui des métaux de transition. Leur structure cristalline présente un caractère covalent plus marqué et des structures plus complexes que les autres éléments métalliques, avec un nombre plus réduit de liaisons par atome. Leur chimie est marquée, à des degrés divers, par une tendance à former des liaisons covalentes, un caractère amphotère acide/basique, et la formation d'espèces anioniques telles que les aluminates, les stannates et les Modèle:Lien, respectivement par l'aluminium, l'étain et le bismuth. Ils peuvent également former des Modèle:Lien avec un métal vrai (métal alcalin ou métal alcalino-terreux), comme les composés intermétalliques NaTl et Modèle:Formule chimique.

Éléments appartenant à cette famille d'éléments chimiques

Parmi les métaux pauvres, on range généralement le gallium ₃₁Ga, l'indium ₄₉In, l'étain ₅₀Sn, le thallium ₈₁Tl, le plomb ₈₂Pb et le bismuth ₈₃Bi. L'aluminium ₁₃Al peut être vu comme un métalloïde, sinon il est rangé parmi les métaux pauvres. La chimie du polonium ₈₄Po est globalement semblable à celle du tellure, qui est un métalloïde, mais ses propriétés physiques — hormis sa radioactivité — peuvent l'apparenter davantage aux métaux pauvres. Sur le flanc gauche, la définition IUPAC des éléments de transition<ref name="IUPAC Gold Book Transition Element">Modèle:GoldBook : Modèle:Citation étrangère bloc</ref> conduit à inclure tout ou partie des [[Groupe 12 du tableau périodique|éléments du Modèle:12e]] — zinc ₃₀Zn, cadmium ₄₈Cd, mercure ₈₀Hg et copernicium ₁₁₂Cn — parmi les métaux pauvres. Les manuels et de très nombreux ouvrages incluent cependant ces éléments dans les métaux de transition, ce qui permet d'assimiler ces derniers aux éléments du bloc d, lanthanides et actinides étant traités à part. D'un point de vue conceptuel, si le zinc et le cadmium sont exclus sans ambiguïté des métaux de transition par la définition de l'IUPAC, les cas du mercure et du copernicium peuvent être discutés :

• Un composé du mercure — le fluorure de mercure(IV) Modèle:Formule chimique — dans lequel ce dernier serait à l'état d'oxydation +4 aurait été observé dans des conditions expérimentales très particulières. Dans la mesure où il met en jeu des électrons de la sous-couche 5d, il pourrait faire de cet élément un métal de transition. Il s'agit cependant d'une observation isolée et incertaine, la chimie du mercure restant par ailleurs celle d'un métal pauvre.
• Le copernicium serait en revanche probablement un métal de transition, en raison d'effets relativistes stabilisant les orbitales 7s au détriment des orbitales 6d : l'ion Cn²⁺ aurait ainsi une configuration Modèle:Nobr, avec par conséquent une sous-couche 6d incomplète. En solution aqueuse, il serait à l'état d'oxydation +2, voire +4.

Sur la [[Période 7 du tableau périodique|Modèle:7e]], le flérovium est le seul élément à avoir été caractérisé comme métal pauvre<ref name="10.1524/ract.2010.1705"> Modèle:Article</ref><ref name="10.1524/ract.2012.1963"> Modèle:Article</ref>, bien qu'il ait initialement été identifié comme ayant des propriétés de gaz noble<ref name="10.1007/978-3-642-37466-1_8"> Modèle:Ouvrage</ref> ; sa nature chimique demeure par conséquent indéterminée. Il est possible que d'autres éléments du Modèle:Nobr de cette période soient des métaux pauvres, mais leurs propriétés chimiques n'ont pas été suffisamment étudiées pour les identifier.

D'une manière générale, le positionnement d'un élément dans une famille est parfois rendu délicat en raison de l'existence d'allotropes aux propriétés différentes. C'est par exemple le cas de l'étain : il existe d'une part sous une [[Phase (thermodynamique)|Modèle:Nobr]] grise de structure cubique de type diamant, stable aux basses températures, aux propriétés métalloïdes proches d'un non-métal, et, d'autre part, une Modèle:Nobr blanche de structure tétragonale, dont les propriétés sont celles d'un métal pauvre ; cette phase étant stable à température ambiante, l'étain est généralement considéré comme un métal pauvre.

• Aluminium 13Al.

  Aluminium ₁₃Al.

• Zinc 30Zn.

  Zinc ₃₀Zn.

• Gallium 31Ga.

  Gallium ₃₁Ga.

• Cadmium 48Cd.

  Cadmium ₄₈Cd.

• Indium 49In.

  Indium ₄₉In.

• Étain 50Sn.

  Étain ₅₀Sn.

• Mercure 80Hg.

  Mercure ₈₀Hg.

• Thallium 81Tl.

  Thallium ₈₁Tl.

• Plomb 82Pb.

  Plomb ₈₂Pb.

• Bismuth 83Bi.

  Bismuth ₈₃Bi.

Propriétés

Le tableau ci-dessous résume quelques propriétés physiques des métaux pauvres ; les données relatives au flérovium figurent à titre indicatif et proviennent toutes de calculs sur la base des modèles numériques existants<ref name="10.1007/978-94-007-0211-0_14"> Modèle:Article</ref><ref name="10.1007/BFb0116498"> Modèle:Article</ref> :

Élément	Masse atomique	Température de fusion	Température d'ébullition	Masse volumique	Rayon atomique	Configuration électronique<ref name="CRC Handbook">{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} CRC Handbook of Chemistry and Physics, section 1 : Basic Constants, Units, and Conversion Factors, sous-section : Electron Configuration of Neutral Atoms in the Ground State, Modèle:84e en ligne, CRC Press, Boca Raton, Floride, 2003.</ref>	Énergie d'ionisation	Électronégativité (Pauling)
Aluminium	Modèle:Unité/2	Modèle:Tmp	Modèle:Tmp	Modèle:Unité/2	Modèle:Unité/2	Modèle:Nobr	Modèle:Unité/2	1,61
Zinc	Modèle:Unité/2	Modèle:Tmp	Modèle:Tmp	Modèle:Unité/2	Modèle:Unité/2	Modèle:Nobr	Modèle:Unité/2	1,65
Gallium	Modèle:Unité/2	Modèle:Tmp	Modèle:Tmp	Modèle:Unité/2	Modèle:Unité/2	Modèle:Nobr	Modèle:Unité/2	1,81
Cadmium	Modèle:Unité/2	Modèle:Tmp	Modèle:Tmp	Modèle:Unité/2	Modèle:Unité/2	Modèle:Nobr	Modèle:Unité/2	1,69
Indium	Modèle:Unité/2	Modèle:Tmp	Modèle:Tmp	Modèle:Unité/2	Modèle:Unité/2	Modèle:Nobr	Modèle:Unité/2	1,78
Étain	Modèle:Unité/2	Modèle:Tmp	Modèle:Tmp	Modèle:Unité/2	Modèle:Unité/2	Modèle:Nobr	Modèle:Unité/2	1,96
Mercure	Modèle:Unité/2	Modèle:Tmp	Modèle:Tmp	Modèle:Unité/2	Modèle:Unité/2	Modèle:Nobr	Modèle:Unité/2	2,00
Thallium	Modèle:Unité/2	Modèle:Tmp	Modèle:Tmp	Modèle:Unité/2	Modèle:Unité/2	Modèle:Nobr	Modèle:Unité/2	1,62
Plomb	Modèle:Unité/2	Modèle:Tmp	Modèle:Tmp	Modèle:Unité/2	Modèle:Unité/2	Modèle:Nobr	Modèle:Unité/2	1,87
Bismuth	Modèle:Unité/2	Modèle:Tmp	Modèle:Tmp	Modèle:Unité/2	Modèle:Unité/2	Modèle:Nobr	Modèle:Unité/2	2,02
Polonium	[209]	Modèle:Tmp	Modèle:Tmp	Modèle:Unité/2	Modèle:Unité/2	Modèle:Nobr	Modèle:Unité/2	2,0
Flérovium	[289]	Modèle:Tmp	Modèle:Tmp	Modèle:Unité/2	Modèle:Unité/2	Modèle:Nobr	Modèle:Unité/2	—