Groupe 12 : le groupe du zinc

Une sous-couche d pleine et deux électrons s

Le zinc est [Ar] 3d¹⁰ 4s², le cadmium [Kr] 4d¹⁰ 5s² et le mercure [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s². La sous-couche d pleine reste intacte dans leurs composés courants ; ils se comportent donc davantage comme des métaux des groupes principaux que comme des métaux de transition typiques. Le zinc et le cadmium ne forment que Zn²⁺ et Cd²⁺, tandis que le mercure forme Hg²⁺ ainsi que des composés +1, dans lesquels deux atomes de mercure s'associent en l'ion Hg₂²⁺.

Sans lacune dans la sous-couche d, les composés du zinc comme l'oxyde de zinc et le sulfate de zinc sont blancs, contrairement aux composés colorés du fer, du cobalt ou du cuivre.

Les tendances dans le groupe

Le groupe 12 a les points de fusion les plus bas du bloc d, et ils diminuent en descendant dans le groupe : le zinc fond à 692,68 K, le cadmium à 594,22 K et le mercure à seulement 234,32 K, soit environ −39 °C. Le mercure bout à 629,88 K, mais il dégage des vapeurs toxiques bien en dessous, même à température ambiante.

La masse volumique passe de 7,14 g/cm³ à 8,65 g/cm³ puis 13,534 g/cm³ ; l'acier et même le plomb flottent donc sur le mercure liquide. Le mercure a aussi la première énergie d'ionisation la plus élevée de tous les métaux, 10,438 eV ; ses électrons 6s sont retenus si fortement que ses atomes ne se lient que faiblement entre eux, ce qui explique qu'il reste liquide.

Où rencontrer le groupe 12

Le zinc recouvre l'acier lors de la galvanisation et continue de le protéger même là où le revêtement est rayé. Il est allié au cuivre pour faire du laiton, l'oxyde de zinc se trouve dans les crèmes solaires, et le zinc est un nutriment essentiel pour le système immunitaire. Le cadmium a servi dans les batteries nickel-cadmium et les peintures jaune vif, et le mercure dans les thermomètres et les lampes fluorescentes, mais tous deux sont toxiques ; ces usages sont donc progressivement abandonnés.

Le copernicium

Le copernicium (112), nommé d'après Nicolas Copernic, n'a été produit que quelques atomes à la fois. Ses propriétés sont prédites plutôt que mesurées. Des expériences suggèrent qu'il est très volatil, et certains calculs prédisent qu'il pourrait être liquide, voire gazeux, à température ambiante.