L'étain : caractéristiques, propriétés et composés

L'étain est un élément rare. Voici ses principales caractéristiques, ses composés ainsi que ses propriétés chimiques et physiques.

Quelles sont les caractéristiques et les propriétés de l'étain ? Quels sont ses composés ? Ici de la molybdénite. © Didier Descouens, Wikimedia Commons, CC by 3.0

Caractéristiques de l'étain

• masse volumique : 7.310 kgkg/m³ ;
• masse atomique : 118,710 u ;
• configuration électronique : [Kr] 5s² 4d¹⁰ 5p² ;
• états d'oxydation : 4, 2 ;
• système cristallin : tétragonal ;
• point d'ébullition : 2.603 °C ;
• point de fusionfusion : 231,9 °C ;
• énergieénergie de fusion : 7,029 kJ/mol ;
• énergie de vaporisationvaporisation : 295,8 kJ/mol ;
• électronégativité (Pauling) : 1,96 ;
• chaleurchaleur massique : 228 J/(kg/K) ;
• conductivitéconductivité électrique : 9,17 106 S/m ;
• conductivité thermiqueconductivité thermique : 66,6 W/(m/K) ;
• premier potentiel d'ionisationionisation : 708,6 kJ/mol ;
• deuxième potentiel d'ionisation : 1.411,8 kJ/mol ;
• isotopesisotopes les plus stables et les plus fréquents :
  • ¹¹⁶Sn : 14,54 % ;
  • ¹¹⁸Sn : 24,23 % ;
  • ¹²⁰Sn : 32,59 %.

Molybdénite. © DP

L'étain est un élément appartenant au groupe IV-b du tableau. Son symbole vient de l'étymologie latine stannum : plombplomb argentifère. On trouve l'étain à l'état natif (Australie, Sibérie), mais le mineraiminerai principal est SnO₂, la cassitérite ; en Bolivie, on rencontre la stannite, Cu₂FeSnS₄.

Propriétés physiques de l'étain

On connaît trois variétés allotropiquesallotropiques de l'étain. La variété stable CNTPCNTP est l'étain blanc ou étain b, métalmétal blanc, de densité 7,28, très malléable.

À plus de 161 °C, il se transforme en étain g, fragile, de densité 6,5, qui fond à 232 °C et bout vers 2.270 °C.

À température plus élevée, il s'oxyde en présence d'oxygèneoxygène pour donner le dioxyde SnO₂, et finit par brûler avec une flamme blanche.

À basse température (12 à 13 °C), l'étain b se transforme lentement en étain a ou étain gris, de densité 5,75, mais vers -50 °C, la transformation, rapide, le rend pulvérulentpulvérulent : c'est la « pestepeste de l'étain ».

Le symbole « alchimique » de l’étain. © DP

Propriétés chimiques de l'étain

L'étain est peu réducteur. Il résiste bien aux agents atmosphériques, ce qui explique son emploi pour l'étamage. Les acidesacides concentrés attaquent l'étain, qui passe sous forme complexe. Dans ses composés, l'étain peut prendre la valencevalence II (composés stanneux) ou IV (composés stanniques). Les organoétains constituent une catégorie importante de composés : on en connaît plus de 500.

Wolframite, un composé de l'étain. © Wela 49, CC by-sa 3.0

Composés de l'étain

Quelques composés contenant plus de 40 % de Sn (le pourcentage d'étain est indiqué à gauche) :

• 88,1 % : romarchite, SnO ;
• 84,4 % : hydroromarchite, Sn₃O₂(OH)₂ ;
• 78,8 % : cassiterite, SnO₂ ;
• 78,7 % : herzenbergite, SnS ;
• 74,7 % : abhurite, Sn₃O(OH)₂Cl₂ ;
• 71,2 % : ottemannite, Sn₂S_{3 ;} 
• 65,7 % : varlamoffite, (Sn,Fe)(O,OH)₂ ;
• 64,9 % : berndtite, SnS₂ ;
• 49,4 % : stistaite, SnSb ;
• 48,7 % : sorosite, Cu(Sn,Sb) ;
• 48,4 % : schoenfliesite, MgSn(OH)₆ ;
• 45,5 % : burtite, CaSn(OH)₆ ;
• 44,5 % : malayaite, CaSnSiO₅ ;
• 43,1 % : tetrawickmanite, MnSn(OH)₆ ;
• 43,1 % : wickmanite, MnSn (OH)₆ ;
• 42,9 % : nordenskioldine, CaSnB₂O₆ ;
• 42,9 % : natanite, FeSn(OH)₆ ;
• 41,8 % : rhodostannite, Cu₂FeSn₃S_{8 ;}
• 41,8 % : mushistonite, (Cu,Zn,Fe)Sn (OH)₆ ;
• 41,5 % : vismirnovite, ZnSn (OH)_{6 ;}
• 40,8 % : tusionite, MnSn (BO₃)_{2 ;}
• 40,3 % : toyohaite, Ag₂FeSn₃S_8.