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Accueil > Science pour tous > 2019 - Année internationale du tableau périodique des éléments > Archives des éléments présentés

Palladium

Le palladium fait partie du groupe du platine. Il s’agit d’un métal rare que l’on trouve à 0,015 ppm dans la croûte terrestre. Le palladium peut se trouver à l’état natif sous forme de métal finement divisé. Il se trouve également dans des minerais, le plus souvent associé au platine. Il s’agit d’un métal ductile blanc argenté.

Etymologie  : du latin « qui a un rapport avec Pallas », un géant dans la mythologie grec.

Origine  : Le palladium est un élément produit pour moitié par capture de neutrons rapides, comme par exemple lors de la fusion d’étoiles à neutron et pour moitié par capture lente de neutrons dans les étoiles de masse intermédiaire en fin de vie.

Historique  : Isolé en 1803 par William Hyde Wollaston, le nom de ce métal honore la découverte de l’astéroïde Pallas dans la ceinture d’astéroïdes du système solaire par Heinrich W. M. Olbers en 1802.

Le palladium dans la vie courante : Les pots catalytiques
En association avec le platine et le rhodium, les pots catalytiques représentent l’utilisation majeure du palladium. Un pot catalytique contient en moyenne 3 à 5 grammes de palladium. Il est constitué d’une chambre en acier inoxydable dans laquelle une structure poreuse en céramique supporte les catalyseurs. La structure interne est telle qu’une grande surface de contact existe entre les éléments catalyseurs et les gaz d’échappement.
Le catalyseur transforme les produits toxiques issus de la combustion incomplète du carburant (monoxyde de carbone, oxydes d’azote, hydrocarbures imbrulés) en composés moins nocifs (dioxyde de carbone, diazote, eau). Ces transformations sont possibles sans catalyseur mais à des vitesses extrêmement faibles. Le catalyseur permet de les accélérer. Les sites actifs de métaux catalytiques sont constitués de nanoparticules de quelques dizaines d’atomes sur lesquels les réactifs s’adsorbent et vont réagir.

Fonctionnement d’un pot catalytique - Crédit photo : BRGM

Prix Nobel en 2010  : Richard Heck est co-récipiendaire du prix Nobel de chimie de 2010 avec Ei-ichi Negishi et Akira Suzuki pour les réactions de couplage catalysées par le palladium en synthèse organique : https://fr.wikipedia.org/wiki/Richard_Heck

Le palladium à l’Institut UTINAM :

La réactivé catalytique des complexes du Palladium en solution a été exploitée par des chimistes moléculaires pour activer la liaison Si-Si des disilanes R3Si-SiR3 pour transférer les radicaux R3Si sur la triple liaison des alcynes fonctionnelles pour les convertir en alcènes silylés. Le mécanisme de cette réaction a été élucidé et des intermédiaires ont été caractérisés par diffraction des rayons X sur mono-cristal.

Synthèse des alcènes bis(silylés) 2 et 3 par activation de la liaison Si-Si du disilane 1 en présence du Pd en tant que catalyseur. - Crédit photo : Institut UTINAM
Structure moléculaire d’un complexe chélate du Pd(II), établie par une étude radiocristallographique. - Crédit photo : Institut UTINAM

Un autre projet en chimie organométallique concerne l’élaboration des édifices hétérobimétalliques ayant les liaisons Fe-Pd pour le développement des complexes renfermant deux métaux de transitions différents pour étudier leur réactivité vis-à-vis des molécules organiques.