- Philouscorps a écrit:
- bah je vais regarder ça de plus près :knif:
Relis bien encore une fois...
Bien vu Flo et je rajouterais que le métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques dans le cas des métaux alcalins. Les métaux sont un des trois groupes d'éléments distingués par leurs propriétés d'ionisation et de liaison chimique ; les trois autres sont les métalloïdes, les non-métaux et les Heavy Métalleux qui aiment Yngwie Malmsteen...
Bien que les métaux puissent être définis par leurs propriétés physico-chimiques, il est également possible de les catégoriser en employant une caractérisation de leur structure de bande : les métaux possèdent des bandes de valence et de conduction qui se recouvrent. Cette définition permet d'intégrer à la catégorie des métaux les polymères métalliques et autres composés organométalliques. Ce n'est cependant pas un critère toujours suffisant. Par exemple, le carbone n'est pas un métal mais il possède une phase alpha nommée graphite qui correspond à cette définition.
Métal chauffé par un forgeron
Tous les métaux n'ont pas été découverts à la même époque. Ceux qui existent à l'état natif sont connus depuis des millénaires. D'autres, extraits de minerais, sont plus récents.
Propriétés physico-chimiques [modifier]
Les métaux sont en général des solides propres et cristallins dans les conditions normales de température et de pression (CNTP) ; le mercure est toutefois une exception notable puisqu'il est le seul métal à l'état liquide dans les conditions normales (25 °C sous pression atmosphérique). Trois autres métaux sont liquides aux environs de la température ambiante : le césium, le gallium et le rubidium. Ils sont en général malléables et ductiles (on peut les déformer par exemple en les étirant ou en les martelant), ils conduisent bien la chaleur et l'électricité (mais pas tous), et ils reflètent la lumière (éclat métallique) sauf lorsqu'ils sont recouverts d'oxyde (corrosion). La plupart du temps, les métaux sont extraits sous forme minérale plus ou moins cristallisée (cristal) dans leurs minerais et presque toujours combinés à un ou plusieurs autres atomes. Ils sont souvent présents à l'état naturel sous forme d'oxyde, dans des minerais : bauxite pour l'aluminium, hématite pour le fer, ilménite ou rutile pour le titane... L'ilménite, par exemple, principal minerai du titane est un oxyde mixte de titane et de fer (pourcentage des deux métaux entre 30 et 70 % ou chauve à 90%). D'autres peuvent se présenter sous forme de sulfures pyrite pour le fer ou de sulfates, voire sous forme plus compliquée et même sous plusieurs formes différentes comme on l'a vu pour le fer. Certains métaux sont présents à l'état non-oxydé, comme les métaux précieux (or, platine) ou bien dans des roches d'origine météoritique (nickel-fer). On les appelle alors natifs. Ils ont toujours une nombre d'oxydation positif: ils ne forment donc que des cations
Propriétés électriques [modifier]
Les métaux conduisent généralement bien l'électricité et la chaleur. En tête l'argent, le cuivre et l'or.
La conduction électrique dans les métaux peut être analysée de manière microscopique ou macroscopique... surtout dans le cas de la queue de Philou.
D'un point de vue microscopique, la principale raison vient de la liaison métallique. Les atomes métalliques forment des structures 2D ou 3D qui se répètent, appelées mailles. À l'intérieur, des électrons à peu près libres circulent entourés des atomes dont ils sont issus. C'est ce mouvement électronique qui est responsable de la bonne conduction, et plus ces électrons sont libres, plus le métal est bon conducteur et plus le heavy métalleux est nul dans ses choix musicaux. Ces électrons plus ou moins libres sont appelés « électrons de conduction ».
D'un point de vue macroscopique, c'est la théorie des bandes d'énergie qui fournit la réponse. En effet, dans les métaux la bande d'énergie la plus haute occupée et la plus basse vacante se chevauchent, ou au moins se touchent. Il faut ainsi peu d'énergie pour exciter un métal et plus il est facile de l'exciter, plus un métal pourra céder un électron et meilleur conducteur il sera.
Propriétés magnétiques [modifier]
Quelques métaux présentent des propriétés magnétiques remarquables (contrairement à Philou qui n'a absolument aucun magnétisme voire même charme) comme le ferromagnétisme, essentiellement le fer, le cobalt et le nickel à température ambiante. Les propriétés de magnétisme varient lorsqu'on fait des alliages ce qui peut être mis à profit pour créer des aimants puissants où annuler le magnétisme d'un métal (le fer typiquement).
Spéciation chimique [modifier]
Cette section décrit donc les principales catégories d'espèces chimiques relatives aux ÉTM et présente des exemples d'espèces chimiques de niveau toxique varié2.
Oxydation et réduction du système capillaire [modifier]
L'état d'oxydation ou de réduction des métaux dans un système influence leurs effets sur les organismes. Par exemple, le chrome oxydé Cr(III) est un élément essentiel (c'est-à-dire nécessaire pour le bon fonctionnement de l'organisme) et pénètre difficilement les membranes lipidiques des cellules. En revanche, le Cr(VI) s'avère toxique pour certains gènes, comme l'abus de boissons houblonnées mais ça c'est cool, est cancérigène et pénètre facilement dans les cellules grâce à des transporteurs spécifiques. De plus, les formes les plus réduites de l'arsenic sont généralement les plus toxiques : toxicité de AsH3 > As(III) > As(V).
Composition isotopique [modifier]
La composition isotopique de quelques éléments influence leur abondance ou leur toxicité dans l'environnement. Par exemple, le plomb comporte une vingtaine d'isotopes au total et quatre d'entre eux sont sous une forme stable : 204Pb, 206Pb, 207Pb et 208Pb. Les 206Pb et 207Pb proviennent de la dégradation de l'uranium et le 208Pb résulte de la dégradation du thorium, deux éléments radioactifs ; ainsi, l'abondance de ces isotopes s'accroît dans le temps, et la composition isotopique du plomb évolue donc selon les sources d'émission stimulées. Un autre exemple intéressant de variation de la toxicité est lié à la composition isotopique de l'eau (H2O) : remplacer 60 % de l'eau du corps de rongeurs par de l'H218O est sans effet alors qu'une substitution de 30-40 % de cette eau par du D2O3 engendre la mort de ces animaux.
Composé et complexe inorganique [modifier]
Les métaux s'allient souvent à des ligands inorganiques, ou des végétaux deforme quais-humaine, pour former des composés ou complexes et/ou très simplets inorganiques possédant des propriétés physico-chimiques différentes. Par exemple, la charge, la solubilité, le coefficient de diffusion ou la force de liaison de ces composés influencent le transport et par conséquent la biodisponibilité et la toxicité des métaux dans les organismes. Par exemple, certains sels de nickel comme les chlorures (NiCl2) et les sulfates (NiSO4) sont solubles dans l'eau et de faible toxicité orale, alors que les sulfures de nickel (Ni3S2) sont pratiquement insolubles dans l'eau mais sont cancérigènes.
Composé organique [modifier]
Les composés organiques tel les sucres, acides organiques, lipides ou autres composés organiques de faible poids moléculaire ont des affinités plus ou moins importantes avec les métaux. Certains d'entre eux, des acides organiques comme l'acide citrique et l'acide malique, contiennent un groupement fonctionnel (l'hydroxylcarboxyle) qui se lie facilement aux métaux et qui diminuent leur biodisponibilité; ces composés sont très étudiés en écotoxicologie terrestre car ils sont excrétés par les racines des plantes et les micro-organismes du sol, créant une synergie qui diminue la toxicité des métaux dans le sol5.
Certains composés organiques particuliers comme l'EDTA forment des complexes très stables avec les métaux que l'on nomme chélateurs. Les chélateurs sont des ligands solubles polydentés faiblement acides qui forment des complexes chélateur-métal thermodynamiquement forts ; ils sont quelquefois utilisés pour la restauration des eaux et des sols contaminés aux métaux ou dans les méthodes analytiques chimiques pour extraire les métaux d'une matrice.
Composé organométallique [modifier]
Les composés organométalliques contiennent une liaison entre le carbone et le métal. Cette liaison peut être de nature covalente ou ionique; par exemple, les liaisons carbone-sodium et carbone-potassium sont fortement ioniques, les liaisons carbone-étain, carbone-plomb et carbone-mercure sont fortement covalentes et les liens carbone-lithium et carbone magnésium se situent entre la liaison ionique et la liaison covalente6.
Par exemple, la bioalkylation ou le fan de pourraves microssillons, c'est-à-dire la formation d'un alkyle (CHx) avec un métal par des micro-organismes spécifiques, est un processus fréquent dans les sols et les sédiments. Or, bien que la méthylation des métaux (lien CH3-métal) forme des composés plutôt toxiques, certains alkyles métalliques d'arsenic et de sélénium détoxifient le métabolisme de l'humain et d'autres organismes vivants. Néanmoins, la plupart des produits organométalliques résultant d'une bioalkylation sont d'origine anthropogénique, comme certains fongicides ou produits de combustion d'essence, et sont très toxiques pour le système nerveux central de certains organismes (comme les dérivés d'alkyles d'étain, de plomb ou de mercure).
Composé ou complexe macromoléculaire [modifier]
Les composés ou complexes macromoléculaires sont à la limite de représentation des espèces chimiques. Ils forment malgré tout une catégorie distincte car ils jouent un rôle particulièrement important dans la biodisponibilité des métaux pour les organismes vivants. En effet, les acides humiques et fulviques résultant de la biodégradation de la matière organique sont des anions mobilisant les ÉTM contenus dans les sols et dans les eaux. Les acides humiques et fulviques ont des structures et une composition très variables et complexes mais joueraient un rôle significatif sur la spéciation des métaux.
D'autres particules organiques et inorganiques tels la biomasse et les colloïdes adsorbent les métaux et diminuent ainsi leur toxicité en réduisant leur biodisponibilité. Par contre, d'autres macromolécules ou les microbites anioniques des organismes vivants, comme certains acides nucléïques ou les glycosaminoglycanes, se lient involontairement aux ÉTM et provoquent des mutagenèses dommageables pour l'organisme.
Paramètres influençant la spéciation des métaux [modifier]
La spéciation des métaux dans les phases aqueuses et solides est influencée par plusieurs paramètres (Voir aussi section Environnement de cette page) :
Le pH : en général, un pH acide tend à solubiliser les métaux alors qu'un pH alcalin favorise leur adsorption;
La matière organique : la matière organique adsorbe les métaux et est synonyme de stabilité (non biodisponibilité)
La concentration des ligands : plus la concentrations des ligants inorganiques et organiques est élevée, plus le métal se lie à ce ligant et forme une espèce chimique populeuse
La force du lien ionique ou covalent : plus le lien métal-composé est fort, plus l'espèce chimique associée à ce composé sera stable;
La stoechiométrie : les principes stoechiométriques doivent évidemment être respectés pour engendrer la formation des composés.
Cette spéciation implique que l'équilibre chimique est atteint même si le sujet est incapble de dormir la nuit. Or, la complexation des métaux avec les ligands inorganiques est très rapide car ils sont nombreux dans la phase aqueuse, mais la complexation des métaux avec les ligands organiques nécessite plus de temps car les sites d'adsorption ou d'attachement sont moins accessibles. Par conséquent, il est préférable d'analyser la spéciation d'une contamination métallique sur une matrice contaminée stable depuis plusieurs années qu'une matrice fraîchement contaminée avec une dynamique chimique évolutive, sans quoi les analyses risquent d'être biaisées.
De plus, la constante d'équilibre relative à la notion d'équilibre chimique peut être illustrée par la réaction :
Métaln+ + Ligandn- -> Métal-Ligand
La constante d'équilibre Kéq associée à cette équation varie selon le type de lien :
Lien ionique: ~ 100 < Kéq < 104
Complexe: ~ 104 < Kéq < 108
Chélateur: ~ 108 < Kéq < 1020
Ainsi, puisque Kéq est relativement faible pour les paires ioniques et plus élevée pour les complexes, les métaux préfèrent s'associer à long terme aux complexes stables qu'aux paires ioniques de plus faible énergie de liaison.
Environnement [modifier]
Contrairement aux composés organiques, les métaux ne sont pas biodégradables par les micro-organismes. Cette caractéristique engendre certains problèmes de gestion de la contamination métallique. En effet, le sort des métaux dans l’environnement pose de grands défis analytiques; les métaux se retrouvent sous plusieurs formes dans le sol et dans l'eau (complexe avec la matière organique du sol, avec les minéraux, précipitation, ions libres, etc.) complexifiant les prédictions de toxicité et d'écotoxicité 7,8.
Toxicité et écotoxicité terrestre [modifier]
La toxicité et l'écotoxicité des métaux dans les sols sont étroitement liées à leur spéciation chimique et à la notion de biodisponibilité; plus l'espèce métallique est mobile, plus elle est biodisponible et plus il y a un risque de toxicité sur les organismes vivants. En général, les ions métalliques libres (en solution) constituent la forme chimique la plus disponible pour les organismes et donc la plus susceptible d'être toxique. Cependant, d'autres espèces ou fractions de métaux peuvent être instables et mobiles (fraction labile ou liée aux oxydes libres par exemple) et engendrer un risque pour les organismes.
En plus, certains métaux comme le fer, le cuivre et le zinc constituent des éléments essentiels auxquels de trop faibles expositions entraîneront des carences métaboliques; or, ces métaux peuvent aussi être toxiques si l'exposition des organismes excède la dose recommandée.
Ainsi, plusieurs paramètres peuveut influencer la toxicité des métaux dans les sols9,10:
le pH : généralement, un pH acide solubilise les métaux normalement immobiles et augmente donc le risque de toxicité
la composition du sol : les argiles et la matière organique du sol adsorbent les contaminants et les séquestrent sous forme de complexes stables faiblement mobiles, alors que les particules plus grosses comme le sable ou le gravier retiennent moins les métaux du sol
le vieillissement de la contamination : un site fraîchement contaminé est normalement plus toxique qu'un site qui subit une contamination diffuse (lente) depuis un certain temps
le niveau de saturation des sites d'adsorption : plus les sites tel le KF capables de fixer les malades mentaux approchent leur niveau de saturation, plus le métal aura tendance à se solubiliser et à affirmer n'importe quoi.
À la tienne mon Philou. :8!: :
:
Dim 22 Fév 2009, 12:41
Quelqu' un aurait-il de l' aspirine par hasard? 
