Introduction
L'arsenic, élément du groupe 15 (azotogènes) du tableau périodique, occupe une place unique à la frontière entre les métaux et les non-métaux. Son histoire est profondément liée à la notion de poison, mais ses propriétés chimiques en font un matériau aux usages surprenants. Présent sous diverses formes (allotropes), il cristallise le plus souvent sous un aspect gris métallique, mais existe aussi sous une forme jaune moins stable. Sa réputation ambivalente, à la fois tueur silencieux et agent thérapeutique, en fait un sujet fascinant d'étude scientifique et historique.
Description
L'arsenic (symbole As, numéro atomique 33, masse atomique 74,9216 u) est un métalloïde solide à température ambiante. Il possède plusieurs allotropes, dont le plus courant est l'arsenic gris, métallique, cassant et bon conducteur de la chaleur mais mauvais conducteur électrique. L'arsenic jaune, plus réactif et toxique, est une forme moléculaire (As4) analogue au phosphore blanc. Chimiquement, l'arsenic partage des similitudes avec son voisin, le phosphore. Il existe principalement aux degrés d'oxydation -3, +3 et +5. Les composés d'arsenic(III), comme le trioxyde d'arsenic (As2O3), sont généralement plus toxiques et mobiles dans l'environnement que ceux d'arsenic(V). L'arsenic se combine facilement avec d'autres éléments, formant des arséniures, des oxydes, des sulfures (comme l'orpiment, As2S3, jaune, et le réalgar, As4S4, rouge) et des composés organoarséniés.
Histoire
L'utilisation de l'arsenic remonte à l'Antiquité. Les Sumériens, les Égyptiens et les Chinois connaissaient ses minéraux, l'orpiment et le réalgar, utilisés comme pigments et en médecine. Le philosophe grec Théophraste (IVe siècle av. J.-C.) décrit la substance "arsenikon". Albert le Grand est souvent crédité de l'avoir isolé vers 1250. Sa réputation de poison parfait, inodore, incolore et au goût masquable, s'est établie à la Renaissance, faisant des sels d'arsenic (comme la "poudre de succession") l'arme favorite des empoisonneurs. Au XIXe siècle, le test de Marsh, permettant de détecter des traces d'arsenic, mit fin à son impunité criminelle. Paradoxalement, l'arsenic fut aussi un médicament majeur pendant des siècles, utilisé contre la syphilis, le paludisme et comme tonique (comme le Fowler's solution). Paul Ehrlich a développé le Salvarsan, un dérivé organoarsénié, premier traitement chimique efficace contre la syphilis, marquant la naissance de la chimiothérapie. Sa toxicité a conduit à son abandon progressif en thérapeutique, sauf dans des cas très spécifiques comme le traitement de certaines leucémies (trioxyde d'arsenic).
Caracteristiques
L'arsenic est un élément relativement abondant (53e dans la croûte terrestre). Il est rarement natif ; on le trouve principalement dans des minéraux comme la mispickel (arsénopyrite, FeAsS), l'orpiment et le réalgar. Sa toxicité aiguë provient de son interférence avec les systèmes enzymatiques, notamment en se liant aux groupes thiols des protéines, perturbant la production d'énergie cellulaire (respiration mitochondriale). La toxicité chronique, issue d'une exposition prolongée à de faibles doses (par l'eau contaminée), cause l'arsénicose, avec des lésions cutanées, des cancers et des maladies cardiovasculaires. L'arsenic est un semi-conducteur de type III-V lorsqu'allé avec du gallium (GaAs), utilisé dans les diodes électroluminescentes, les cellules photovoltaïques et les circuits haute fréquence. Il entre aussi dans la composition d'alliages pour durcir le plomb des batteries et des balles de chasse, et dans le verre traditionnel pour éliminer les bulles et la coloration verte due au fer.
Importance
L'impact de l'arsenic est colossal et double. D'un côté, c'est un problème majeur de santé publique environnementale. Des dizaines de millions de personnes dans le monde (notamment au Bangladesh, en Inde, au Chili) sont exposées à des eaux souterraines naturellement contaminées, constituant la plus grande intoxication de masse de l'histoire. La gestion de cette contamination est un défi scientifique et humanitaire. D'un autre côté, l'arsenic est un matériau industriel précieux. L'arséniure de gallium est crucial pour l'électronique moderne, permettant des dispositifs plus rapides et plus efficaces que le silicium pur. Historiquement, ses composés ont révolutionné la médecine et la peinture. Cette dualité parfaite – poison mortel et outil salvateur – résume l'importance de l'arsenic : un élément dont la maîtrise requiert une connaissance approfondie et un respect absolu de ses dangers.
