Groupe 11 : les métaux monnayables

Une sous-couche d pleine plus un électron s

Le cuivre est [Ar] 3d¹⁰ 4s¹, l'argent [Kr] 4d¹⁰ 5s¹ et l'or [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s¹. Comme les métaux alcalins, chacun a un électron s externe, mais le noyau le retient bien plus fortement : la première énergie d'ionisation du cuivre est de 7,726 eV, contre 4,341 eV pour le potassium de la même période, et celle de l'or est de 9,226 eV.

Ces métaux réagissent donc bien plus lentement que ceux du groupe 1. L'argent forme Ag⁺, le cuivre forme Cu⁺ et le plus courant Cu²⁺, et l'or forme Au⁺ et Au³⁺, mais seulement dans des conditions sévères.

Les tendances dans le groupe

Ce groupe ne suit pas une ligne régulière. Les points de fusion sont de 1357,77 K pour le cuivre, 1234,93 K pour l'argent et 1337,33 K pour l'or. La masse volumique passe de 8,96 g/cm³ à 10,49 g/cm³, puis double presque à 19,3 g/cm³ pour l'or. L'électronégativité est de 1,9 pour le cuivre et 1,93 pour l'argent, mais de 2,54 pour l'or, la plus élevée de tous les métaux.

Les valeurs inhabituelles de l'or, et sa couleur jaune, viennent de la relativité. Près de son noyau lourd, les électrons de l'or se déplacent à une fraction importante de la vitesse de la lumière, ce qui contracte l'orbitale 6s et modifie les couleurs de lumière que l'or absorbe. Sans cet effet, l'or paraîtrait argenté.

Où rencontrer le groupe 11

Le cuivre conduit l'électricité dans la plupart des installations domestiques et se patine en vert avec le temps, comme on le voit sur les vieux toits et la statue de la Liberté. L'argent est le meilleur conducteur électrique et le métal le plus réfléchissant, utilisé dans les miroirs, les panneaux solaires et l'électronique, mais les composés soufrés de l'air le ternissent lentement en noir. L'or recouvre les contacts électriques qui ne doivent jamais se corroder, et les trois métaux servent à fabriquer des bijoux.

Le roentgenium

Le roentgenium (111), nommé d'après Wilhelm Röntgen, le découvreur des rayons X, n'a été produit que quelques atomes à la fois ; ses propriétés sont donc prédites. Des calculs suggèrent que la relativité le modifie encore plus que l'or, lui donnant la configuration prédite [Rn] 5f¹⁴ 6d⁹ 7s² au lieu du schéma d¹⁰ s¹ des éléments situés au-dessus.