L'or est l'un des éléments les plus prestigieux produits par l'univers. Contrairement au fer ou au silicium, il ne peut être synthétisé dans le cœur des étoiles ordinaires par fusion nucléaire. Sa création requiert des conditions extrêmes, principalement le processus r (capture rapide de neutrons). Ce processus se produit lors d'événements parmi les plus violents du cosmos :
Chaque bijou en or contient ainsi des atomes forgés dans la violence cosmique d'événements survenus il y a des milliards d'années.
L'abondance cosmique de l'or est d'environ 1,0×10⁻¹² fois celle de l'hydrogène en nombre d'atomes, ce qui le rend environ 6 fois plus rare que le platine et des milliers de fois plus rare que le fer. Sa rareté sur Terre est encore accentuée par son caractère sidérophile (affinité pour le fer). Lors de la différenciation de la Terre en couches (noyau, manteau, croûte), la majeure partie de l'or présent dans la planète primitive a migré vers le noyau ferreux. L'or que nous exploitons aujourd'hui provient vraisemblablement d'un apport tardif de matière chondritique (météorites) après la formation du noyau, qui a "repeint" la surface terrestre en métaux précieux.
La distribution de l'or dans les roches terrestres suit des lois complexes liées aux processus hydrothermaux, magmatiques et sédimentaires. Les anomalies en or servent de guide principal pour la prospection minière. Les rapports isotopiques de l'or (notamment \(^{197}\mathrm{Au}/^{195}\mathrm{Pt}\)) sont étudiés pour comprendre l'origine des gisements et les processus de formation des continents.
Le symbole chimique Au vient du latin "aurum", signifiant "aube brillante" ou "lumière de l'aube". Ce terme évoque la couleur et l'éclat caractéristiques du métal. Dans presque toutes les cultures, l'or a symbolisé la pureté, la divinité, le pouvoir et l'immortalité, en raison de son inaltérabilité. Son nom dans diverses langues (gold, oro, zoloto) résonne avec la richesse et le prestige.
L'or est le premier métal connu et utilisé par l'humanité, dès le Chalcolithique (âge du cuivre), vers 5000-4000 avant notre ère. On le trouvait à l'état natif dans les rivières, ce qui facilitait sa récupération sans besoin de métallurgie complexe. Les Égyptiens en faisaient un usage somptuaire (masque de Toutânkhamon, tombes), les Mésopotamiens l'utilisaient dans les bijoux et le commerce, et les cultures précolombiennes (Incas, Aztèques) le vénéraient comme "sueur du soleil".
Pendant des siècles, l'alchimie chercha à transformer les métaux "vils" (comme le plomb) en or par la pierre philosophale. Cette quête, bien que vaine sur le plan chimique, a néanmoins jeté les bases de la chimie expérimentale moderne. La compréhension que l'or était un élément chimique fondamental (incapable d'être créé ou détruit par des moyens chimiques) fut une étape cruciale dans le développement de la science.
La découverte de nouveaux gisements a plusieurs fois bouleversé l'économie mondiale : Californie (1848), Australie (1851), Klondike (1896), Afrique du Sud (Witwatersrand, 1886). Ces ruées ont accéléré la colonisation de territoires, développé des technologies minières et influencé les flux monétaires internationaux.
L'or est présent sous différentes formes :
Les principaux pays producteurs sont la Chine (premier producteur mondial), l'Australie, la Russie, les États-Unis et le Canada. La production minière annuelle est d'environ 3 000 à 3 500 tonnes. L'Afrique du Sud, autrefois leader, a vu sa production décliner. Le recyclage (bijoux anciens, déchets électroniques) représente une source supplémentaire importante. Le prix de l'or, fixé sur les marchés de Londres et New York, fluctue en fonction de facteurs géopolitiques, économiques et monétaires.
L'or (symbole Au, numéro atomique 79) est un métal de transition de la 6ème période, situé dans le groupe 11 du tableau périodique, avec le cuivre et l'argent, avec lesquels il partage une certaine similitude chimique (groupe des "métaux à monnaie"). Son atome possède 79 protons, généralement 118 neutrons (pour l'isotope stable \(^{197}\mathrm{Au}\)) et 79 électrons avec la configuration électronique [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s¹. Cette configuration à couche d⁰ complète et un électron s célibataire est à l'origine de sa couleur et de ses propriétés.
L'or est un métal jaune brillant, très dense, extrêmement malléable et ductile, et excellent conducteur.
L'or cristallise dans une structure cubique à faces centrées (CFC).
L'or fond à 1064,18 °C (1337,33 K) et bout à 2970 °C (3243 K). Sa température de fusion relativement basse a facilité son travail dès l'Antiquité.
L'or est le métal le plus noble avec le platine et quelques autres. Il est pratiquement inerte dans les conditions ambiantes :
N.B. :
L'eau régale, ou aqua regia, est un mélange corrosif d'acide nitrique concentré (HNO₃) et d'acide chlorhydrique concentré (HCl) dans un rapport typique de 1:3. Sa capacité à dissoudre l'or et le platine, pourtant résistants aux acides séparés, s'explique par la formation in situ de chlore (Cl₂) et de chlorure de nitrosyle (NOCl), qui oxydent ces métaux en ions complexes solubles (comme [AuCl₄]⁻). Utilisée depuis l'alchimie pour la purification des métaux précieux, elle joue toujours un rôle crucial en métallurgie, microélectronique et chimie analytique.
Densité : 19,32 g/cm³.
Point de fusion : 1337,33 K (1064,18 °C).
Point d'ébullition : 3243 K (2970 °C).
Structure cristalline : Cubique à faces centrées (CFC).
Configuration électronique : [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s¹.
États d'oxydation principaux : +1 et +3.
| Isotope / Notation | Protons (Z) | Neutrons (N) | Masse atomique (u) | Abondance naturelle | Demi-vie / Stabilité | Désintégration / Remarques |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Or-197 — \(^{197}\mathrm{Au}\) | 79 | 118 | 196,966569 u | ≈ 100 % | Stable | Seul isotope stable naturel de l'or. Il est monoisotopique. Ses propriétés nucléaires (faible section efficace de capture neutronique) le rendent utile comme cible dans les réacteurs nucléaires et pour la production de radioisotopes médicaux. |
| Or-195 (artificiel) | 79 | 116 | 194,9650 u | 0 % | 186,09 jours | Radioactif par capture électronique. Utilisé en recherche. |
| Or-198 (artificiel) | 79 | 119 | 197,9668 u | 0 % | 2,69517 jours | Radioactif β⁻. Utilisé historiquement en radiothérapie (grains d'or-198 pour le cancer de la prostate). |
| Or-199 (artificiel) | 79 | 120 | 198,9683 u | 0 % | 3,139 jours | Radioactif β⁻. Utilisé en recherche et pour la production de mercure-199. |
N.B. :
Couches électroniques : Comment les électrons sont organisés autour du noyau.
L'or possède 79 électrons répartis sur six couches électroniques. Sa configuration électronique [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s¹ présente une particularité : la sous-couche 5d est complètement remplie (10 électrons), tandis qu'un seul électron occupe la couche 6s. Cela peut également s'écrire : K(2) L(8) M(18) N(32) O(18) P(1), ou de manière complète : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s² 5p⁶ 5d¹⁰ 6s¹.
Couche K (n=1) : 2 électrons (1s²).
Couche L (n=2) : 8 électrons (2s² 2p⁶).
Couche M (n=3) : 18 électrons (3s² 3p⁶ 3d¹⁰).
Couche N (n=4) : 32 électrons (4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴).
Couche O (n=5) : 18 électrons (5s² 5p⁶ 5d¹⁰).
Couche P (n=6) : 1 électron (6s¹).
L'or possède 11 électrons de valence si l'on compte les électrons des couches 5d et 6s (10+1). Chimiquement, l'or est moins réactif que le cuivre ou l'argent de son groupe. Ses états d'oxydation les plus courants sont +1 (composés d'or(I) ou aurieux) et +3 (composés d'or(III) ou aurique).
L'or peut également former des états d'oxydation inhabituels comme +5 et même -1 (aurures alcalins comme CsAu).
L'or est totalement inerte vis-à-vis de l'oxygène, de l'azote, du dioxyde de carbone et des autres gaz atmosphériques à toutes les températures. Il ne forme pas d'oxyde, ce qui explique pourquoi les objets en or anciens retrouvés sont parfaitement intacts, sans la moindre trace de ternissure ou de corrosion.
L'or est insoluble dans tous les acides simples. Cette propriété est proverbiale : "inattaquable comme l'or".
Son seul point faible chimique majeur est l'eau régale (mélange 1:3 d'acide nitrique et chlorhydrique concentrés). La réaction produit de l'acide tétrachloraurique (III), HAuCl₄ :
Au + HNO₃ + 4 HCl → HAuCl₄ + NO + 2 H₂O
L'or se dissout également dans des solutions aqueuses de cyanure de sodium ou de potassium en présence d'oxygène, formant le complexe dicyanoaurate(I) soluble, [Au(CN)₂]⁻. C'est le principe de la cyanuration, utilisée pour extraire l'or de minerais à très faible teneur.
N.B. :
L'eau régale, ou aqua regia, est un mélange corrosif d'acide nitrique concentré (HNO₃) et d'acide chlorhydrique concentré (HCl) dans un rapport typique de 1:3. Sa capacité à dissoudre l'or et le platine, pourtant résistants aux acides séparés, s'explique par la formation in situ de chlore (Cl₂) et de chlorure de nitrosyle (NOCl), qui oxydent ces métaux en ions complexes solubles (comme [AuCl₄]⁻). Utilisée depuis l'alchimie pour la purification des métaux précieux, elle joue toujours un rôle crucial en métallurgie, microélectronique et chimie analytique.
L'or pur (24 carats) est trop mou pour les bijoux. On l'allie avec d'autres métaux pour augmenter sa dureté et modifier sa couleur :
Le titre (pureté) est exprimé en carats (1 carat = 1/24e) ou en millièmes (ex: or 750/1000 = 18 carats).
Les propriétés exceptionnelles de l'or en font un matériau indispensable dans l'électronique haut de gamme :
On le trouve dans les connecteurs des cartes mères, les puces informatiques (fils de bonding), les contacts des téléphones portables, et les équipements militaires et spatiaux où la fiabilité est critique.
C'est l'un des domaines les plus prometteurs. Les nanoparticules d'or (1-100 nm) présentent des propriétés optiques uniques (résonance des plasmons de surface) : elles absorbent et diffusent fortement la lumière dans le visible et le proche infrarouge. Applications :
Pendant des millénaires, l'or a servi de base aux systèmes monétaires (étalon-or). Aujourd'hui démonétisé, il reste une valeur refuge par excellence :
Les banques centrales détiennent d'énormes réserves d'or (environ 35 000 tonnes au total) comme garantie de stabilité.
Le prix de l'or est fixé deux fois par jour à Londres (London Gold Fixing) et il est négocié en continu sur des bourses comme le COMEX à New York. Il existe également un vaste marché physique (lingots, pièces) et des produits financiers dérivés (ETF, futures).
L'or métallique massif est inerte et non toxique. On peut le porter, le toucher et même l'avaler (feuille d'or en pâtisserie) sans danger. Cependant :
L'exploitation aurifère, en particulier l'extraction artisanale et à petite échelle (ASM), peut avoir des impacts dévastateurs :
L'initiative "Or Équitable" et d'autres certifications tentent de promouvoir des pratiques minières plus responsables.
L'or est le champion du recyclage : près de 30% de l'or utilisé chaque année provient du recyclage. Il peut être recyclé indéfiniment sans perte de qualité. Les sources sont :
Le recyclage est effectué par des affineurs qui fondent les déchets, purifient l'or par électrolyse ou attaque chimique, et le refondent en lingots de haute pureté (999,9/1000).
L'or restera un matériau stratégique :
L’atome sous toutes ses formes : de l’intuition antique à la mécanique quantique 
