L’étain est un élément chimique de symbole Sn, dérivé du latin stannum, et de numéro atomique 50. C’est un métal du groupe principal appartenant au groupe 14 du tableau périodique. Ses propriétés chimiques présentent des similitudes avec celles du germanium et du plomb, les deux éléments voisins du même groupe. Il possède principalement deux états d’oxydation, +2 et +4, ce dernier étant généralement le plus stable.
L’étain est un métal mou et malléable du groupe 14, de symbole Sn et de numéro atomique 50. Il existe sous deux formes allotropiques principales : l’étain blanc, qui présente un comportement métallique, et l’étain gris, qui possède des propriétés semi-conductrices. La transformation entre ces deux formes dépend de la température et de la durée d’exposition.
Sn + 2 Cl2 -> SnCl4
L’étain réagit avec le chlore pour former du tétrachlorure d’étain(IV), un liquide incolore à l’odeur âcre.
Sn + 2 H2SO4 -> SnSO4 + 2 H2O + SO2
L’étain réagit avec l’acide sulfurique chaud en formant du sulfate d’étain et du dioxyde de soufre.
| Composé | Formule | Utilisation ou importance |
|---|---|---|
| Chlorure d’étain(IV) | SnCl4 | Liquide incolore à l’odeur âcre, utilisé comme précurseur de composés de l’étain |
| Chlorure d’étain(II) | SnCl2 | Solide blanc utilisé dans les sels, les poudres photographiques et les réactions de réduction chimique |
| Dioxyde d’étain | SnO2 | Solide blanc utilisé dans le verre, les pigments et les céramiques |
| Tétraéthylétain | (C2H5)4Sn | Réactif utilisé dans les peintures et les lubrifiants ; toxique en raison de sa bioaccumulation |
L’étain naturel est constitué de douze isotopes stables : l’étain 112 (¹¹²Sn, 0,97 %), l’étain 114 (¹¹⁴Sn, 0,66 %), l’étain 115 (¹¹⁵Sn, 0,34 %), l’étain 116 (¹¹⁶Sn, 14,54 %), l’étain 117 (¹¹⁷Sn, 7,68 %), l’étain 118 (¹¹⁸Sn, 24,22 %), l’étain 119 (¹¹⁹Sn, 8,59 %), l’étain 120 (¹²⁰Sn, 32,58 %), l’étain 121 (¹²¹Sn, 4,63 %), l’étain 122 (¹²²Sn, 4,63 %), l’étain 123 (¹²³Sn, 0,97 %) et l’étain 124 (¹²⁴Sn, 5,79 %). L’étain 120 est l’isotope le plus abondant.
L’étain est un élément présent à l’état de traces dans la croûte terrestre, avec des concentrations d’environ 2 à 3 ppm. Il se trouve principalement dans le minéral cassitérite (SnO₂) et, dans une moindre mesure, dans la stannite. Les principales réserves se situent en Chine, en Indonésie, au Pérou, en Bolivie et au Brésil. Il est principalement obtenu comme sous-produit du raffinage des minerais de zinc.
L’étain est connu depuis l’Antiquité. Il est utilisé depuis plus de 3 500 ans, notamment pour fabriquer le bronze, un alliage de cuivre et d’étain. Les premières traces de son utilisation proviennent de la culture de Sulfia et de la civilisation minoenne. À l’époque moderne, l’étain a été isolé en tant qu’élément chimique en 1735 par Andreas Sigismund Marggraf, qui l’a identifié comme un métal distinct de l’étain gris.
L’étain métallique est principalement utilisé dans les alliages à bas point de fusion, la soudure électronique et les revêtements protecteurs. Son principal usage est la soudure pour montage en surface (SMT) des circuits imprimés, où il permet de limiter la teneur en plomb tout en offrant de bonnes propriétés thermiques.
Les composés de l’étain jouent un rôle essentiel dans de nombreux secteurs industriels : le tétraéthylétain est utilisé comme réactif dans les peintures et les lubrifiants ; le dioxyde d’étain est employé dans le verre et les céramiques ; le chlorure d’étain est utilisé en chimie analytique et dans les médicaments ; et la pâte d’étain est utilisée dans les liquides et pour le scellage des bouchons en liège.
L’étain n’est pas essentiel aux êtres vivants. La toxicité de l’étain métallique est relativement faible, mais les composés organostanniques peuvent être toxiques. Les ions d’étain peuvent être absorbés par la peau, les poumons et le système gastro-intestinal. Une exposition prolongée aux composés de l’étain peut provoquer des lésions du foie et des reins et affecter le système nerveux central. La teigne de l’étain peut provoquer une irritation cutanée.
L’étain métallique est relativement stable, mais les sels d’étain sont toxiques en cas d’ingestion. L’exposition aux poussières d’étain peut irriter la peau, les yeux et le système respiratoire. L’étain ne se dissout pas facilement dans l’eau et ne s’évapore pas facilement ; ses rejets dans l’environnement proviennent donc principalement des effluents industriels. Dans les environnements industriels, il doit être manipulé avec une protection respiratoire et des gants de protection.
L’étain ne se dégrade pas dans l’environnement et son accumulation peut affecter les sols et les eaux de surface. Les rejets industriels de composés de l’étain peuvent être dangereux pour la vie aquatique. L’étain peut s’adsorber sur les sédiments et affecter les organismes aquatiques. Une gestion appropriée des déchets miniers et de la fabrication des produits électroniques est essentielle pour prévenir la contamination de l’environnement par l’étain.
La peste de l’étain est une transformation structurale qui peut affecter l’étain métallique lorsqu’il reste longtemps à des températures suffisamment basses. L’étain blanc, métallique et relativement malléable, peut se transformer en étain gris, dont la structure cristalline est différente et les propriétés mécaniques beaucoup plus fragiles. Cette transformation peut provoquer l’effritement des objets ou l’apparition de zones poudreuses. Le phénomène dépend de la température, de la durée et d’autres facteurs qui influencent la vitesse de transformation.
Le bronze est une famille d’alliages dont le principal composant est généralement le cuivre et qui contient traditionnellement de l’étain. L’ajout de ce dernier modifie des propriétés telles que la dureté, la résistance mécanique et le comportement à l’usure. La composition peut varier considérablement selon l’usage prévu, et certains bronzes modernes contiennent d’autres éléments supplémentaires. Ces alliages sont utilisés dans les pièces mécaniques, les paliers, les composants marins et les objets d’art. Leurs propriétés ne dépendent pas uniquement de l’étain, mais aussi des proportions des éléments et du traitement du matériau.
À pression normale, l’étain possède deux formes allotropiques principales : l’étain blanc et l’étain gris. Toutes deux sont constituées d’atomes du même élément, mais leur organisation cristalline diffère, ce qui modifie leurs propriétés physiques. L’étain blanc présente un comportement métallique, tandis que l’étain gris possède une structure plus fragile et des propriétés semi-conductrices. La stabilité relative de chaque forme dépend de la température. Cette transformation montre qu’un même élément peut adopter différentes structures aux comportements matériels très différents.
De nombreuses soudures actuelles sont réalisées avec des alliages à base d’étain sans plomb, notamment dans les produits électroniques soumis à des restrictions concernant certaines substances dangereuses. L’étain est généralement associé à des métaux comme l’argent et le cuivre afin d’obtenir des propriétés adaptées en matière de fusion, de résistance et de fiabilité. Toutefois, l’élimination du plomb exige un contrôle rigoureux de la composition et des conditions de fabrication, car les différents alliages ne se comportent pas exactement de la même manière. Le choix dépend du type d’appareil et des exigences liées à son utilisation.
L’étain est un composant important de nombreux alliages de soudure servant à fixer les composants électroniques aux circuits imprimés. Ces alliages permettent d’établir des connexions électriques et mécaniques sans faire fondre les composants eux-mêmes. Leur composition est ajustée pour obtenir des températures de fusion, une résistance et un comportement adaptés au processus de fabrication. De nombreuses soudures modernes utilisent des mélanges d’étain, d’argent, de cuivre et d’autres métaux. La formulation choisie dépend des exigences de fiabilité, des conditions de fonctionnement et du procédé d’assemblage.
L’étain peut former une couche protectrice sur l’acier qui contribue à réduire le contact direct entre celui-ci et le contenu du récipient. Ce revêtement facilite la fabrication de contenants résistants à la corrosion, même si son efficacité dépend de l’intégrité de la couche et des conditions d’utilisation. Les boîtes dites en fer-blanc ne sont pas entièrement constituées d’étain : elles sont principalement faites d’acier recouvert d’une fine couche de ce métal. La conception du récipient influence également sa durabilité et son niveau de protection.
Le « cri de l’étain » désigne un son que le métal peut produire lorsqu’il est plié ou déformé. Il est lié au mouvement des défauts et des plans au sein de sa structure cristalline pendant la déformation mécanique. Ce phénomène s’observe également dans d’autres métaux mous, comme l’indium, même si le son n’est pas toujours audible dans les mêmes conditions. Ce bruit n’indique pas que l’étain émet un signal chimique : il traduit les processus physiques qui se produisent à l’intérieur du métal lorsqu’il change de forme.
Principales sources consultées : PubChem, Royal Society of Chemistry, NIST, IUPAC. Dernière révision : novembre 2026.