Occurrence et utilisations naturelles

Les estimations des proportions des différents types d’atomes dans l’univers placent l’oxygène au quatrième rang en abondance, après l’hydrogène, l’hélium et le néon, mais l’importance d’un tel classement est faible, puisque les atomes d’hydrogène représentent près de 94% du total et l’hélium pour la plupart des autres. Environ trois atomes sur 10 000 sont de l’oxygène, mais comme la masse d’un atome d’oxygène est environ 16 fois celle d’un atome d’hydrogène, l’oxygène constitue une fraction plus importante de la masse de l’univers, mais seulement environ 0,5%. Cependant, dans les régions normalement accessibles à l’homme, c’est—à—dire à quelques kilomètres de la surface de la Terre, l’oxygène est l’élément le plus abondant: en masse, il représente environ 20% de l’air, environ 46% de la croûte solide de la Terre et environ 89% de l’eau.

L’oxygène est représenté par le symbole chimique O. Dans l’air, l’oxygène existe principalement sous forme de molécules composées chacune de deux atomes (O2), bien que de petites quantités d’ozone (O3), dans lesquelles trois atomes d’oxygène composent chaque molécule, soient présentes dans l’atmosphère. L’oxygène est un gaz incolore, inodore et insipide essentiel aux organismes vivants, absorbé par les animaux qui le convertissent en dioxyde de carbone; les plantes, à leur tour, utilisent le dioxyde de carbone comme source de carbone et renvoient l’oxygène dans l’atmosphère. L’oxygène forme des composés par réaction avec pratiquement n’importe quel autre élément, ainsi que par des réactions qui déplacent les éléments de leurs combinaisons les uns avec les autres; dans de nombreux cas, ces processus s’accompagnent de l’évolution de la chaleur et de la lumière et, dans de tels cas, sont appelés combustions.

En abondance cosmique, le soufre se classe au neuvième rang des éléments, ne représentant qu’un atome sur 20 000 à 30 000. Le soufre se produit à l’état non combiné ainsi qu’en combinaison avec d’autres éléments dans les roches et les minéraux largement distribués, bien qu’il soit classé parmi les constituants mineurs de la croûte terrestre, dans laquelle sa proportion est estimée entre 0,03 et 0,06%. Sur la base de la découverte que certaines météorites contiennent environ 12% de soufre, il a été suggéré que les couches plus profondes de la Terre en contiennent une proportion beaucoup plus grande. L’eau de mer contient environ 0,09% de soufre sous forme de sulfate. La source la plus importante est les dépôts souterrains de soufre très pur présents dans les structures géologiques en forme de dôme où le soufre aurait été formé par l’action de bactéries sur l’anhydrite minérale, dans laquelle le soufre est combiné avec de l’oxygène et du calcium. Les dépôts de soufre dans les régions volcaniques proviennent probablement du sulfure d’hydrogène gazeux généré sous la surface de la Terre et transformé en soufre par réaction avec l’oxygène de l’air.

Le soufre existe dans des conditions ordinaires sous la forme d’un solide jaune pâle, cristallin, non métallique; il est inodore et insipide, combustible et insoluble dans l’eau. Son symbole chimique est S. Il réagit avec tous les métaux sauf l’or et le platine, formant des sulfures; il forme également des composés avec plusieurs des éléments non métalliques. Plusieurs millions de tonnes de soufre sont produites chaque année, principalement pour la fabrication d’acide sulfurique, largement utilisé dans l’industrie.

L’élément sélénium (symbole Se) est beaucoup plus rare que l’oxygène ou le soufre, comprenant environ 90 parties par milliard de la croûte terrestre. On le trouve parfois non combiné, accompagnant le soufre natif, mais on le trouve plus souvent en combinaison avec des métaux lourds (comme le cuivre, le mercure, le plomb ou l’argent) dans quelques minéraux. La principale source commerciale de sélénium est un sous-produit du raffinage du cuivre; ses principales utilisations sont la fabrication d’équipements électroniques, les pigments et la fabrication du verre. La forme grise et métallique de l’élément est la plus stable dans des conditions ordinaires; cette forme a la propriété inhabituelle d’augmenter considérablement la conductivité électrique lorsqu’elle est exposée à la lumière. Les composés du sélénium sont toxiques pour les animaux; les plantes cultivées dans des sols sélénifères peuvent concentrer l’élément et devenir toxiques.

Le tellure est un élément blanc argenté (symbole Te) aux propriétés intermédiaires entre celles des métaux et des non-métaux ; il représente environ une partie par milliard de la croûte terrestre. Comme le sélénium, il se trouve moins souvent non combiné que sous forme de composés de métaux tels que le cuivre, le plomb, l’argent ou l’or, et est principalement obtenu comme sous-produit du raffinage du cuivre ou du plomb. Aucune grande utilisation du tellure n’a été trouvée.