Rhodium
Le rhodium est un élément chimique de symbole Rh et de numéro atomique 45. C’est un métal de transition rare, blanc argenté, dur et chimiquement peu réactif. Il appartient au groupe du platine.
Identité
- Masse atomique
- 102.906 u
- Catégorie
- Métaux de transition
- Groupe
- 9
- Période
- 5
- Bloc
- d
- États d'oxydation
- +1, +3
- État physique (à 25 °C)
- Solide
- Apparence
- blanc argenté métallisé
Structure électronique
- Configuration électronique
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d8
- Configuration abrégée
- [Kr] 4d8 5s1
- Électrons par couche
- 2, 8, 18, 16, 1
- Électronégativité (Pauling)
- 2.28
- Affinité électronique
- 110 kJ/mol
- 1ʳᵉ énergie d'ionisation
- 720 kJ/mol
- Énergies d'ionisation
- 720 · 1740 · 2997 kJ/mol
Propriétés physiques
- Point de fusion
- 1963.8 °C (2237 K)
- Point d'ébullition
- 3694.8 °C (3968 K)
- Densité
- 12.41 g/cm³
- Capacité thermique molaire
- 25.0 J/(mol·K)
Comportement chimique de l'rhodium
Le rhodium est un métal de transition du groupe 9, de symbole Rh et de numéro atomique 45. C'est un métal dur blanc argenté du groupe du platine, très résistant à la chaleur et à la corrosion, à forte réflectivité. Son état d'oxydation principal est +3, avec +1, +2 et +4 dans les complexes. C'est l'un des métaux crustaux les plus rares, clé des catalyseurs automobiles, des miroirs et de la synthèse chimique.
Réactivité
Rh + 3 Cl2 -> RhCl4
Le rhodium réagit avec le chlore pour former le tétrachlorure de rhodium, solide gris bleuté qui est le composé le plus stable.
Rh + 4 HNO3 -> RhO4 + 4 NO2 + H2O
Le rhodium réagit avec l'acide nitrique concentré, libérant du dioxyde d'azote et formant le tétraoxyde de rhodium.
Composés notables
| Composé | Formule | Utilisation ou importance |
|---|---|---|
| Chlorure de rhodium(III) | RhCl3 | Solide gris bleuté ; getter et précurseur de réactifs |
| Tétrachlorure de rhodium | RhCl4 | Solide gris bleuté ; précurseur de getter et agent colorant |
| Tétraoxyde de rhodium | RhO4 | Solide orange ; précurseur de getter et oxydant |
Distribution de la couche électronique
Afficher dans le générateur d'atomesIsotopes
Le rhodium naturel est monoisotopique : le rhodium-103 (100 %). Plus d'une douzaine de radioisotopes sont connus, mais tous sont à courte durée de vie, les plus stables étant le rhodium-101 (~3,3 ans) et le rhodium-102 (~207 jours). La pureté isotopique aide l'analyse, mais pas l'approvisionnement, qui repose sur l'extraction minière.
Occurrence et production
Parmi les métaux les plus rares (~0,1 ppb) dans la cooperite, la braggite et les minerais sulfurés de nickel-cuivre. Principalement sous-produit de l'extraction du platine en Afrique du Sud et en Russie, plus le Canada et le Zimbabwe, récupéré à partir des boues de raffinerie.
Histoire et origine du nom
William Hyde Wollaston l'isola en 1803 à Londres à partir de résidus bruts de platine, en le nommant du grec rhodon (rose) pour la couleur rose de ses sels. Découvert aux côtés du palladium, il lança la chimie des métaux du groupe du platine.
Applications et importance de l'rhodium
Utilisations de l'élément
Environ 80 % purifie les gaz d'échappement des voitures à essence dans les catalyseurs à trois voies qui réduisent les oxydes d'azote. Le placage brillant recouvre l'or blanc, l'argent et l'optique ; les alliages rigidifient les baguettes en fibre de verre à haute température et les thermocouples.
Utilisations de ses composés
Les complexes catalysent la carbonylation en acide acétique, l'hydrogénation et l'hydroformylation, y compris la synthèse chirale de médicaments. Les revêtements dérivés d'oxyde servent aux miroirs et aux réflecteurs spécialisés.
Santé, sécurité et environnement
Rôle biologique
Le rhodium n'est pas essentiel et présente un faible risque toxicologique sous forme métallique. Les sels solubles irritent la peau, les yeux et les voies respiratoires. Le placage de bijouterie est sûr en usage normal, mais les composés industriels nécessitent une manipulation soignée.
Sécurité
Le métal est stable et de faible toxicité, pourtant les composés inorganiques de rhodium et les brouillards de placage irritent les voies respiratoires et la peau. Utiliser une ventilation, des gants et une protection oculaire ; la poudre fine nécessite un contrôle des poussières. Aucun rôle nutritionnel.
Environnement
L'extraction et le raffinage ont une empreinte lourde ; le métal est persistant mais inerte. Sa forte valeur entraîne un recyclage intense des catalyseurs automobiles usagés, récupérant le rhodium pour de nouveaux produits dans des usines de séparation complexes.
Questions fréquentes sur l' Rhodium
Pourquoi le rhodium est-il indispensable dans les catalyseurs des voitures à essence ?
Il réduit de manière unique les oxydes d'azote en azote tandis que le platine et le palladium oxydent le CO et les hydrocarbures. De très faibles dépôts de washcoat satisfont les limites d'émission sur de longues durées à chaud. D'où les fluctuations de prix avec la production automobile et le recyclage.
Qu'est-ce qui rend le rhodium utile dans les catalyseurs chimiques ?
Les complexes de phosphine et de carbonyle orientent la carbonylation, l'hydrogénation et l'hydroformylation de façon sélective, même chirale pour les médicaments. La conception des ligands autour du rhodium choisit une voie ou une image miroir plutôt qu'une autre. Les conditions et les ligands déterminent le résultat.
Comment le rhodium est-il utilisé dans l'industrie du verre ?
Les alliages rhodium-platine forment des bagues, des agitateurs et des pièces de filage de fibres face au verre fondu : la résistance à chaud et à l'attaque prolonge la durée de vie. Le coût réserve cet usage aux pièces critiques de la zone chaude avec une composition d'alliage adaptée.
Pourquoi recycler le rhodium des catalyseurs usagés ?
Rare et cher, il est pourtant assez concentré dans les nids d'abeilles pour être récupéré avec profit. La fusion et le raffinage spécialisés le renvoient vers de nouveaux catalyseurs, réduisant l'extraction primaire. La séparation est chimiquement complexe et nécessite des installations adaptées.
Pourquoi trempe-t-on les bijoux dans le rhodium ?
Un fin placage électrolytique donne un éclat blanc miroir et uniformise la teinte, surtout sur l'or blanc. La couche ne fait que quelques micromètres et s'use sur les bagues, donc les pièces doivent être replaquées pour retrouver leur aspect. L'alliage de base détermine la durabilité.
Pourquoi utilise-t-on le rhodium dans les miroirs et les réflecteurs ?
Une forte réflectivité dans les bandes clés et une résistance à la corrosion maintiennent les optiques de précision stables en service sévère. Utilisé dans les instruments et les réflecteurs spécialisés lorsque les performances justifient un coût très élevé. La finition et la conception de l'empilement comptent.
Pourquoi le rhodium compte-t-il pour les molécules chirales ?
Les complexes chirals de rhodium favorisent une image miroir (énantiomère) dans l'hydrogénation et les étapes voisines, vital car les énantiomères d'un médicament agissent différemment dans l'organisme. Des ligands adaptés construisent la poche asymétrique qui sélectionne la voie.
Principales sources consultées : PubChem, Royal Society of Chemistry, NIST, IUPAC. Dernière révision : novembre 2026.