Conception et réalisation de spirale

Etat naturel de l’or

L’or est un élément relativement rare dans la croûte terrestre. Cependant, il est largement répandu à la surface de la Terre. On le rencontre :

Dans les veines de quartz
Il n’est pas rare de rencontrer des minéraux précieux à l’état pur, tels que l’or et le platine mélangés à d’autres minéraux, à l’intérieur d’une cavité ou d’un filon d’une roche sédimentaire ou ignée. Il s’agit des veines qui se forment par le dépôt des sédiments transportés par les eaux souterraines au cours des millénaires ou par l’injection de magma dans les fissures des roches ignées. L’or, en particulier, est souvent présent dans les veines de quartz.

A l’état libre ou combiné dans les sédiments alluvionnaires secondaires
Il est presque toujours associé à des quantités variables d’argent ; l’alliage naturel d’or et d’argent est appelé électrum. On trouve l’or sous forme combinée avec le tellure (Te) dans les minerais calavérite (AuTe2) et sylvanite (AgAuTe4) avec l’argent (Ag), et dans la nagyagite (Pb13Au2Sb3Te6S16) avec le plomb (Pb), l’antimoine (Sb), le tellure et le soufre (S). Il apparaît encore avec le mercure sous forme d’amalgame et en petites quantités dans les pyrites de fer. La galène, minerai de sulfure de plomb, peut renfermer des quantités appréciables d’or.

Propriétés 

Propriétés physiques 
• Système cristallin : cubique à faces centrées
• Densité : 19,3
• Eclat : métallique
• Transparence : opaque
• Point de fusion : 1063°C
• Couleur : jaune brillant

Finement divisé, il est noir comme les autres poudres métalliques et en suspension colloïdale, sa couleur est rouge rubis ou pourpre.

• Dureté : 2,5 à 3
• C’est également le métal le plus malléable et le plus ductile. On peut le réduire en feuilles de 1/10 000 de millimètre d’épaisseur. Il est mou, d’où la nécessité pour certains usages de l’allier à d’autres éléments métalliques (Cu, Ni, etc.)
• L’or bout à 2807°C
• Volatilité : après un chauffage de quelques heures et même à basse température, 300°C par exemple, le poids de l’or chauffé baisse considérablement. Il est donc recommandé de ne jamais le chauffer au dessus de 200°C sans le couvrir.

Propriétés chimiques
Son état d’oxydation le plus commun est (0). Cependant, il peut former plusieurs composés, et son nombre d’oxydation peut varier de (-I) à (+V). Le Au(I) et Au(III) sont majoritaires. Toutefois, sa relative inertie chimique le protège des attaques de l’oxygène. L’or métallique ne se ternit pas et ne forme pas d’oxyde, et il résiste également à l’action de nombreux produits chimiques, dont la plupart des acides.

Ion aureux
L’ion aureux Au(I) se rencontre sur des ligands doux tels que les thioéthers, les thiolates ou les phosphines tertiaires. Ses composés sont généralement linéaires. Lors du traitement des sables aurifères par cyanuration, l’or est solubilisé sous forme du complexe dicyanoaurate Au(CN)₂⁻ , dans lequel se retrouve Au(I). Le dicyanoaurate de potassium est un sel incolore, soluble dans l’eau et très toxique. Curieusement, les complexes aqueux de l’ion aureux sont rares. Les halogénures d’or binaires, comme AuCl, forment des chaînes polymères en zigzag, de nouveau propre à la coordination linéaire de Au(I). La plupart des médicaments à base d’or sont des dérivés de l’ion monovalent Au(I).

Ion aurique
L’autre forme courante de l’or oxydé est l’ion aurique Au(III). Il entre, par exemple, dans la composition du chlorure d’or (III), AuCl3. Son dérivé est l’acide chloroaurique, HAuCl4, qui se forme quand l’or se dissout dans l’eau régale. Les complexes auriques sont typiquement configurés en carré plat, comme la plupart des composés avec une orbitale d.

États d’oxydation moins communs Au(-I), Au(II) et Au(V)
Fondu avec du césium, l’or forme de l’aurure de césium CsAu qui n’est pas un  alliage, mais un composé ionique. L’atome d’or Au forme alors un ion négatif monochargé. Les propriétés de l’aurure sont similaires à celles d’un halogénure. Parmi les autres aurures, on compte ceux de rubidium, de potassium et de tétraméthylammonium (CH3)4N+.

Les composés de l’or Au(II) sont généralement diamagnétiques et présentent des liaisons Au-Au. Dans quelques composés de l’or apparaissent des liaisons aurophiles, qui décrivent l’interaction réciproque d’ions d’or à une distance trop longue pour constituer une liaison Au-Au covalente, mais plus courte que pour les forces de Van der Waals. La liaison aurophile est comparable à une liaison hydrogène en terme de force.

Alliages
L’or de joaillerie, c’est-à-dire mélangé à un ou plusieurs autres métaux pour augmenter sa rigidité, peut présenter des teintes blanches (or blanc) ou rouges (or rouge) selon le type d’alliage qui le constitue. La teneur officielle et minimum en or pur est obligatoirement de 750/1000. Faute de quoi, l’appellation « or » est interdite.

• L’or jaune est en principe constitué de 75 % d’or, de 12,5 % d’argent et de 12,5 % de cuivre
• L’or rose est normalement composé de 75 % d’or, de 5 % d’argent et de 20 % de cuivre
• L’or gris comporte habituellement 75 % d’or, d’argent, de cuivre et de palladium
• L’or bleu est en fait un alliage d’or et de fer. Un traitement thermique oxyde les molécules de fer à la surface du métal et lui donne sa couleur d’azur.

Il faut noter que le terme « or blanc » est souvent utilisé pour désigner l’or gris en bijouterie. En France et en Europe, le nickel est maintenant interdit, car c’est une source d’allergie. L’or blanc est donc recouvert d’une fine couche de rhodium, qui disparaît avec le temps, redonnant une couleur gris-jaune à l’or.

Pour la dorure à la feuille, l’alliage doit rester le plus mou possible.
• L’or jaune est composé de 980 ‰ d’or, de 10 ‰ d’argent et de 10 ‰ de cuivre. Il peut être pur
• L’or rouge est composé de 945 ‰ d’or et de 55 ‰ de cuivre
• L’or ½ jaune est composé de 915 ‰ d’or, de 60 ‰ d’argent et de 25 ‰ de cuivre
• L’or citron est composé de 945 ‰ d’or et de 55 ‰ d’argent
• L’or gris est composé de 750 ‰ d’or, 150 ‰ de palladium et de 100 ‰ d’argent
• L’or blanc français est composé de 200 ‰ d’or et de 800 ‰ d’argent, ailleurs en Europe, il est à 500 ‰, allié à 500 ‰ d’argent.

Propriétés mécaniques
Les atomes d’or sont empilés selon une structure dite «structure cubique à faces centrées ». Cette structure cristalline présente beaucoup de plans cristallographiques denses. Or, la déformation plastique se fait par glissement des plans denses les uns sur les autres. D’une manière générale, tous les cristaux cubiques à faces centrées sont ductiles (le plomb, l’aluminium). L’or pur se déforme facilement à froid, par martelage ou par étirement (tréfilage, laminage), il se cisèle aisément. Il a de ce fait été utilisé très tôt pour fabriquer des bijoux et ornements, ou sous forme de fines feuilles pour plaquer des objets. En revanche, n’ayant qu’une faible tenue mécanique, il n’a pas été utilisé pour faire des outils.

Conduction thermique et électrique
L’or est un excellent conducteur thermique et électrique, mais son coût (lié à sa rareté) limite ses utilisations. En raison de cette caractéristique, de son inaltérabilité et de sa grande ductilité, il est utilisé pour réaliser des connexions, notamment dans certains composants électroniques, comme les microprocesseurs.