Réactivité chimique
Le zinc, le cadmium et le mercure peuvent perdre les deux électrons de la coquille la plus externe pour former des ions dipositifs, M2+ (dans lesquels M représente un élément métallique généralisé), exposant ainsi la coquille la plus interne suivante avec une configuration stable dans chaque cas de 18 électrons. Les réactions chimiques ordinaires ne peuvent pas fournir suffisamment d’énergie pour enlever plus de deux électrons et ainsi augmenter l’état d’oxydation au-dessus de +2, bien que n’importe quel nombre d’électrons puisse être enlevé dans des conditions qui peuvent fournir l’énergie nécessaire, comme une chaleur intense ou des champs électriques ou magnétiques puissants. Ces trois éléments ont tendance à utiliser les deux électrons extérieurs pour la liaison covalente ; cette tendance est la plus marquée dans le cas du mercure, moins dans celui du zinc, et la plus faible avec le cadmium.
Le zinc ne présente que le degré d’oxydation +2. Il peut céder deux électrons pour former un composé électrovalent ; par exemple, le carbonate de zinc ZnCO3. Il peut également partager ces électrons, comme dans le chlorure de zinc, ZnCl2, un composé dans lequel les liaisons sont partiellement ioniques et partiellement covalentes. Le mercure dipositif forme également des liaisons covalentes dans le chlorure mercurique, HgCl2.
Les composés du cadmium sont principalement ioniques, mais le cadmium forme également des ions complexes avec des ligands (atomes, ions ou molécules qui donnent des électrons à un ion métallique central) ; par exemple, l’ion complexe avec l’ammoniac NH3, de formule 2+, ou avec l’ion cyanure, de formule 2-. À la différence du zinc et du mercure, le cadmium peut former les ions complexes représentés par les formules – et 2- en solution.
Le mercure dans ses états d’oxydation +2 et +1 forme respectivement les ions Hg2+ et 2+. Dans ces derniers, deux électrons sont partagés dans une liaison covalente entre les deux atomes métalliques. L’ion 2+ a peu tendance à former des complexes, alors que l’ion Hg2+ en forme. Contrairement aux composés du mercure à l’état +2, qui sont généralement covalents, tous les sels courants du mercure à l’état +1 sont ioniques, et les composés solubles – par exemple, le nitrate mercureux, le Hg2+ et le Hg2+ – sont solubles, le nitrate mercureux, Hg2(NO3)2 – présentent les propriétés normales des composés ioniques, telles que la facilité de dissociation ou de décomposition en ions séparés en solution.
Le mercure est exceptionnel en ce que, contrairement au zinc ou au cadmium, il ne réagit pas facilement avec l’oxygène en chauffant, et l’oxyde mercurique ne présente pas la propriété acide de former des sels (mercurates), alors que l’oxyde de zinc le fait facilement. Le mercure est également anormal en ce qu’il ne produit pas d’hydrogène, comme le zinc et le cadmium, lorsqu’il est traité avec des acides dilués. Avec l’acide nitrique assez concentré, le zinc et le cadmium dégagent des oxydes d’azote et forment des nitrates de zinc ou de cadmium ; le mercure donne à la fois du nitrate mercurique, Hg(NO3)2, et du nitrate mercureux, Hg2(NO3)2. Une autre caractéristique du mercure, peu commune parmi les métaux, est sa capacité à former des composés stables contenant une liaison mercure-carbone ou mercure-azote. Par conséquent, le mercure forme une grande variété de composés organiques (composés qui contiennent toujours du carbone, généralement aussi de l’hydrogène, et souvent un ou plusieurs des éléments oxygène, azote, soufre). Dans l’ensemble, les éléments du groupe du zinc ne présentent donc pas une gradation régulière des propriétés, principalement en raison du nombre de propriétés anormales du mercure, qui présente à bien des égards une plus grande similitude avec l’argent qu’avec le zinc et le cadmium.