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La chimie pour comprendre le monde

ELM Élément n° 30 sur 118

Zinc (Zn)

Une mince couche de zinc peut ralentir la corrosion de l’acier, tandis que ses composés et ses alliages se retrouvent dans de nombreux objets. Sa chimie explique ces usages, du minerai à la protection des métaux.

Par Claire Delmas · Mis à jour le

Fiche d’identité du zinc

Numéro atomique (Z)
30
Symbole
Zn
Masse atomique
65,38 u
Masse molaire
65,38 g/mol
Famille
Métaux de transition
Période · groupe · bloc
4 · 12 · d
Configuration électronique
[Ar] 4s² 3d¹⁰
État à 20 °C
solide
Température de fusion
419,53 °C (692,68 K)
Température d’ébullition
906,85 °C (1 180 K)
Masse volumique
7,134 g/cm³
Électronégativité (Pauling)
1,65
Rayon atomique (van der Waals)
139 pm
1re énergie d’ionisation
9,394 eV
Affinité électronique
non mesuré
États d’oxydation
+2
Découverte
1746
Nom tiré de
dent
Abondance dans la croûte terrestre
70 mg/kg
Abondance dans l’eau de mer
0,0049 mg/L
Numéro CAS
7440-66-6
Zinc : période 4, groupe 12, famille des métaux de transition.
Zn
Électrons par couche : 2 · 8 · 18 · 2

Vous rencontrez le zinc dans des tôles galvanisées, des gouttières, des alliages et certains produits chimiques. Dans le tableau périodique, son symbole est Zn et son numéro atomique est 30, soit le nombre de protons de son noyau. Sa masse atomique est de 65,38 u. À température ambiante, c’est un métal solide dont l’état d’oxydation courant est +2.

Dans quels minerais trouve-t-on le zinc ?

Le zinc est rarement présent sous forme de métal dans la nature. Son principal minerai est la sphalérite, aussi appelée blende, constituée de sulfure de zinc (ZnS). D’autres minerais, comme la smithsonite, contiennent du zinc sous forme de carbonate. La Société Chimique de France décrit deux voies principales pour obtenir le métal : la pyrométallurgie, qui utilise la chaleur et une réduction chimique, et l’hydrométallurgie, qui passe par une mise en solution puis une électrolyse.

Le zinc est ainsi séparé des autres constituants du minerai avant d’être récupéré sous forme métallique. Une partie peut aussi être récupérée à partir de résidus contenant du zinc, notamment ceux issus du traitement de métaux. La présence du zinc dans la nature ne signifie donc pas qu’on puisse le récolter directement sous forme de métal pur.

Pourquoi le zinc protège-t-il l’acier ?

L’usage le plus visible du zinc est la galvanisation, c’est-à-dire le dépôt d’une couche de zinc sur l’acier ou le fer. Cette couche freine le contact du métal avec l’eau et l’oxygène, qui favorisent la corrosion. La protection est également dite sacrificielle : si une zone de fer est exposée, le zinc peut s’oxyder à sa place. Le dossier de L’Élémentarium présente la galvanisation comme un débouché majeur du zinc et distingue le revêtement par immersion dans le métal fondu de l’électrozingage, réalisé par électrolyse.

Cette propriété explique la présence du zinc sur des pièces de construction, des éléments de véhicules ou des objets exposés aux intempéries. Le métal peut aussi être façonné en plaques pour des couvertures et des éléments d’évacuation des eaux.

Quels objets et composés en contiennent ?

Le zinc s’allie notamment au cuivre pour former le laiton, utilisé dans certaines pièces de quincaillerie et des instruments de musique. Il entre aussi dans des alliages de fonderie et dans des matériaux d’assemblage comme certaines soudures. Ses composés ont d’autres fonctions : l’oxyde de zinc (ZnO) est employé dans des produits tels que des peintures, des plastiques et des cosmétiques ; le sulfure de zinc (ZnS), grâce à ses propriétés de luminescence sous certains rayonnements, a des applications dans des matériaux lumineux et des écrans.

Le comportement chimique du zinc aide à comprendre cette diversité. Dans beaucoup de réactions, il forme des ions Zn²⁺, ce qui correspond à son état d’oxydation courant +2. Il réagit avec des acides dilués en dégageant du dihydrogène ; ce comportement ne signifie pas que le métal réagisse de la même façon dans tous les milieux.

Que révèle sa position dans le tableau périodique ?

Le zinc se trouve en période 4, dans le groupe 12 et le bloc d. Il appartient à la famille des métaux de transition. Sa configuration électronique est [Ar]4s² 3d¹⁰ : la sous-couche 3d est remplie, ce qui contribue à distinguer son comportement de celui de plusieurs métaux voisins. Sa place dans le tableau situe donc l’élément, mais ses usages s’expliquent aussi par ses réactions chimiques et par les propriétés des couches de zinc et des alliages qu’il forme.

Le zinc joue également un rôle biologique : des ions zinc participent au fonctionnement de nombreuses enzymes chez les êtres vivants, comme le rapporte la Société Chimique de France. Ce rôle dans des processus biologiques est distinct de l’utilisation industrielle du métal et de ses composés.

Isotopes naturels du zinc

IsotopeMasse (u)Abondance naturelleStabilité
⁶⁴Zn63,92914201(71)49,17 %radioactif
⁶⁶Zn65,92603381(94)27,73 %stable
⁶⁷Zn66,92712775(96)4,04 %stable
⁶⁸Zn67,92484455(98)18,45 %stable
⁷⁰Zn69,9253192(21)0,61 %radioactif

43 isotopes du zinc sont connus, dont 3 stables. Données : NIST et AMDC (AIEA), via PubChem.

Questions fréquentes

Quelle est la masse molaire du zinc ?

La masse molaire du zinc est de 65,38 g/mol, d’après la masse atomique standard de 65,38 u retenue par l’IUPAC (CIAAW). Une mole d’atomes de zinc pèse donc environ 65,38 grammes.

Quel est le numéro atomique du zinc ?

Le numéro atomique du zinc est 30 : son noyau compte 30 protons, et l’atome neutre autant d’électrons. Son symbole chimique est Zn.

Quelle est la configuration électronique du zinc ?

La configuration électronique du zinc est [Ar] 4s² 3d¹⁰, soit 2, 8, 18, 2 électrons répartis de la première à la dernière couche. Le zinc appartient au bloc d du tableau périodique.

Le zinc métallique et l’oxyde de zinc sont-ils la même substance ?

Non. Le zinc métallique est l’élément Zn sous forme de métal. L’oxyde de zinc, de formule ZnO, est un composé qui contient du zinc et de l’oxygène ; ses propriétés et ses usages diffèrent de ceux du métal. La présence de zinc dans une formule ne suffit donc pas à conclure que le matériau possède les mêmes caractéristiques que le zinc métallique.

Le zinc est-il attiré par un aimant comme le fer ?

Le zinc métallique n’est pas ferromagnétique comme le fer : un aimant ordinaire ne l’attire pas de la même manière. Il ne faut donc pas déduire la composition d’un objet uniquement à partir d’un test à l’aimant, car un objet peut être constitué de plusieurs matériaux ou comporter un revêtement.

Sources des données

Valeurs relevées le 3 octobre 2026. Températures et masses volumiques à pression atmosphérique ; une valeur « non mesuré » n’est pas connue expérimentalement.