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Métal

Les métaux sont présents dans la Terre, sous forme pur (or, argent, cuivre, fer météorique) ou le plus souvent sous forme de minerais (du grec metallon, « mine, tranchée »), c'est-à-dire associés à d'autres éléments dans la roche, et qu'il faut extraire. Souvent toxiques pour les organismes vivants, certains métaux comme le fer sont pourtant indispensables au corps humain. Les métaux constituent la grande majorité des éléments chimiques répertoriés puisque qu'ils sont 91 sur 118 éléments chimiques.

Leur structure cristalline et leur instabilité (liaison métallique) leur confèrent des propriétés très intéressantes :

  • conduction électrique
  • conduction thermique
  • réflexion de la lumière (éclat métallique)
  • malléabilité : on peut les déformer (plier, fondre, souder) sans qu'ils se cassent
  • ductibilité : on peut les étirer sans qu'ils se cassent

En les mélangeant à d'autres métaux sous formes d'alliages, comme l'acier, l'acier inoxydable ou le bronze, on peut les rendre plus résistants à la corrosion et les durcir de façon contrôlée.


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Différents métaux

Les sept métaux

Les sept métaux sont les métaux connus, et reconnus comme tels, de l'antiquité jusqu'à la Renaissance. Ils sont mis en correspondance par les pensées astrologique et alchimique avec les sept “planètes” (Le Soleil, la Lune, et les cinq planètes observables à l'œil nu), elles-mêmes associées aux dieux du panthéon gréco-romain. Au terme de diverses variations ces correspondances sont Soleil/or, Lune/argent, Mercure/mercure (ou vif-argent), Vénus/cuivre, Mars/fer, Saturne/plomb, Jupiter/étain.(source)

L'or est un métal quasiment inaltérable (il ne se dégrade pas facilement).
Il est jaune brillant et assez rare, d'où sa valeur élevée pour les hommes depuis longtemps.
Découverte : -6000 av JC
Extraction : pépites ou filon
Point de fusion : 1064 ºC
Propriétés : métal précieux, faible résistance mécanique, inaltérable.
Utilisations : bijouterie, industrie électronique, pièces, lingot,
Le cuivre, du latin “Cuprum”, île de Chypre
Découverte : -4000 av JC
Minerais : Malachite, Chalcopyrite, Covellite, Cuprite, Chalcocite
Point de fusion : 1085 ºC
Propriétés : très bon conducteur électrique, facilement malléable, utilisé dans les alliages.
Utilisation : câbles électriques, plomberie, joaillerie, .
  L'argent est lui aussi un métal précieux mais moins que l'or.
Découverte : -3500 av JC
Minerais : Acanthite, Proustite, Pyrargyrite
Point de fusion : 962 ºC
Propriétés : très bon conducteur électrique, très dense, faible résistance mécanique.
Utilisations : bijouterie, orfèvrerie, électronique, photographie, instruments de musique, …
Le plomb
Découverte : -3500 av JC
Minerai : Galène
Point de fusion : 327 ºC
Propriétés : Toxique (saturnisme), métal lourd, assez mou, facile de l'extraire (basse température de fusion)
Utilisations : plomberie (avant), chasse, pêche, batteries, soudures, protection contre les radiations, …
L'étain
Découverte : -3000 av JC
Minerais : Stannite, Cassitérite
Point de fusion : 232 ºC
Propriétés : Métal qui fond rapidement (232 °C)
Utilisations : brasures, revêtement de cannettes en fer blanc (anti-corrosif) , …
Le fer est le métal le plus connu et le plus utilisé (4è élément le plus abondant dans la croûte terrestre)
Découverte : -1500 av JC
Minerai : Hématite, Magnétite, Sidérite
Point de fusion : 1538 ºC
Propriétés : oligo-éléments (dans l'hémoglobine), coût faible, propriétés mécaniques, s'oxyde à l'air libre (protection par alliage ou peinture), attiré par un aimant.
Utilisations : constructions diverses.
  Le mercure est le seul métal naturellement liquide sans aucune fusion.
Découverte : -1000 av JC
Minerai : Cinabre
Point de fusion : -39 ºC
Propriétés : très toxique, puissant fongicide et bactéricide, utilisé dans les alliages
Utilisations : piles, vaccins, mercurochrome, amalgames dentaires, tensiomètres, thermomètres (avant), lampes fluorescentes, interrupteurs électriques, lampes à vapeur de mercure, …

Métaux plus récents

Le tungstène
Découverte : vers 1780
Minerais : Wolframite, Scheelite
Point de fusion : 3422 ºC
Propriétés : métal dur, lourd, résistant à la chaleur
Utilisations : filaments des ampoules électriques, outils (scies, forets, …), poudre abrasive, …
Le titane.
Découverte : vers 1791
Minerais : Rutile, Anastase
Point de fusion : 1668 ºC
Propriétés : léger, résiste à la corrosion
Utilisations : industries aéronautiques, prothèses médicales (bio-compatible), …
Le silicium.
Découverte : vers 1823, mais la silice (dioxyde de silicium), était déjà connu dans l'Antiquité
Extraction : se trouve essentiellement sous forme minérale, et en particulier sous forme de silicates
Point de fusion : 1 414 °C
Propriétés : sa conductivité électrique est très inférieure à celle des métaux (semi-conducteur), insoluble dans l'eau
Utilisations : composant essentiel du verre, électronique (transistor), produits siliconés, panneaux solaires photovoltaïques
Le zinc
Découverte : vers l'an 1200 (en Inde), mais longtemps avant la découverte du zinc en tant que métal, des minerais de zinc étaient déjà utilisés pour fabriquer le laiton (-1400)
Minerai : Sphalérite
Point de fusion : 419,527 ºC
Propriétés : s'oxyde en surface uniquement.
Utilisations : bâtiment, voiture, galvanisation.
L'aluminium
Découverte : vers 1820
Minerai : Bauxite
Point de fusion : 660 ºC
Propriétés : 3é élément le plus abondant dans la croûte terrestre, s'oxyde en surface uniquement, léger, bonne résistance mécanique, faible coût, bonne conductivité
Utilisations : avion, bâtiment, transport, emballages, …

Autres métaux : Platine, Nickel, Cobalt, Chrome, Bismuth, Antimoine

Sources : Les métaux dans la vie quotidienne, Les métaux dans notre quotidien, Vidéo [Cours 3e] Les métaux

Alliages

Un alliage est un mélange de métaux. Par exemple, l'acier n'est pas un métal mais un alliage car il est constitué de fer en majorité mais aussi de nickel et de chrome. À l'origine, on créait des alliages pour améliorer les produits. Par exemple, le fer, bien que malléable, s'oxyde à l'air. Ainsi, pour lutter contre cela, les hommes ont eu l'idée de le mélanger à d'autres métaux. (source)

Techniques du métal

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