Classer les éléments : Une vieille histoire...
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Classer les éléments : Une vieille histoire...
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 Mendeleïev (1834-1907) |
On connaît actuellement plus de 112 éléments et on continue d'en créer dans les accélérateurs de particules. Mais seuls 90 d'entre eux sont stables, les autres ont des durées de vie très courte. De nombreux chimistes depuis le début du 19ème siècle ont cherché à classer les éléments mais ce fut Mendeleïev qui proposa le premier en 1869 la classification la plus élaborée et la plus complète, il ordonna les éléments en suivant la masse atomique des éléments ce qui permettait de retrouver à intervalle régulier des éléments proches au niveau propriétés chimiques. Il dut néanmoins faire quelques inversions. |
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La classification actuelle
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Exemples : B (Bore) (K)2(L)3, puis C (Carbone) (K)2(L)4, puis N (Azote) (K)2(L)5...
Les éléments sont classés dans un tableau de la gauche vers la droite, dès qu'une couche est remplie on passe à la ligne suivante.
Lors de ce remplissage, il apparaît des atomes possédant le même nombre d'électrons sur la couche externe. Ils sont dans une même colonne et ils forment une famille.
Enfin, d'autres atomes possèdent le même nombre de niveaux occupés. Ils sont sur une même ligne et ils forment une période.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | |
| 1 | 1H | LA CLASSIFICATION PERIODIQUE | 2He | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 3Li | 4Be | 5B | 6C | 7N | 8O | 9F | 10Ne | ||||||||||
| 3 | 11Na | 12Mg | 13Al | 14Si | 15P | 16S | 17Cl | 18Ar | ||||||||||
| 4 | 19K | 20Ca | 21Sc | 22Ti | 23V | 24Cr | 25Mn | 26Fe | 27Co | 28Ni | 29Cu | 30Zn | 31Ga | 32Ge | 33As | 34Se | 35Br | 36Kr |
Le tableau représenté ne donne que les quatre premières lignes de la classification périodique soit 36 éléments.
| Famille des alcalins | |
| Famille des alcalino-terreux | |
| Famille des halogènes | |
| Famille des gaz nobles (ou rares) |
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Les familles d'éléments
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Les éléments d'une même famille ont le même nombre d'électrons sur la couche externe, d'un point de vue chimique cela leur confère des propriétés équivalentes.
• Famille des alcalins
Cette famille est formée par les éléments de la première colonne. Les atomes de ces éléments possèdent un électron sur la couche externe, ils ont une forte tendance à le perdre pour donner un cation (Na+, Li+, K+...). On obtient des ions qui ont une couche externe saturée (complète) très stable, cette structure électronique est la même que celle de l'atome de gaz rare situé la ligne au-dessus.
Exemple :
La structure électronique de l'atome de sodium Na (Z=11) est : (K)2(L)8(M)1
L'ion Na+ est un atome de sodium ayant perdu 1 électron, d'où la structure suivante : (K)2(L)8
La couche externe, ici la couche L est bien saturée avec ses 8 électrons. La structure électronique obtenue est celle de l'atome de Néon (Z=10).
L'hydrogène se trouve dans la première colonne mais il n'est pas considéré comme un alcalin, en effet ses propriétés chimiques diffèrent nettement d'un alcalin.
• Famille des halogènes
Famille formée par les éléments de l'avant-dernière colonne. Les atomes de ces éléments possèdent 7 électrons sur la couche externe et ils ont une forte tendance à capter un électron supplémentaire au contraire des alcalins. Ils donnent donc des anions (F-, Cl-, Br-..) avec une couche externe saturée très stable, cette structure électronique est la même que l'atome de gaz rare situé à droite dans le tableau.
• Famille des gaz nobles
Famille formée par les éléments de la dernière colonne. Les atomes de ces éléments possèdent tous des couches pleines et ils sont par conséquent très stables, on dit qu'ils sont inertes d'un point de vue chimique.
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