Photographie/Physique-chimie/Classification périodique des éléments

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Si l'on classe tous les éléments chimiques naturels et artificiels dans l'ordre de leurs numéros atomiques, on obtient une longue liste tout au long de laquelle on retrouve, à intervalles réguliers, des corps ou des groupes de corps possédant des propriétés chimiques analogues. La suite de cet exposé nous apprendra que les liaisons chimiques entre les atomes mettent en jeu les électrons périphériques, qui se trouvent sur la couche la plus éloignée du noyau, et que l'on appelle électrons de valence.


Les périodes[modifier | modifier le wikicode]

Étant donné que les différentes couches K, L, M, N, O, P, se complètent les unes après les autres, on retrouve périodiquement, dans la liste, des atomes qui pos­sèdent le même nombre d'électrons périphériques, mais sur des couches différentes. Ces atomes sont dotés de propriétés similaires. Les différents éléments peuvent être classés en périodes selon le tableau de Mendeleïev, de la manière suivante :

  • Première période : elle ne comprend que deux éléments, 1 H et 2 He, elle correspond au remplissage de la couche K par deux électrons.
  • Deuxième période : la couche K est complète et la couche L reçoit progressivement 8 électrons, de 3 Li à 10 Ne.
  • Troisième période : la couche M reçoit 8 électrons, de 11 Na à 18 A, sans pour autant être complète.
  • Quatrième période : la couche N reçoit 1, puis 2 électrons avec 19 K et 20 Ca, puis 10 nouveaux électrons viennent se placer sur la couche M qui était incomplète, de 21 Sc à 29 Cu (lors du passage de 28 Ni à 29 Cu, un électron est repris à la couche N). Enfin, la couche N passe à 8, de 30 Zn à 36 Kr. Les éléments dont les deux couches sont incomplètes sont appelés éléments de transition, ils ont tous le même nombre d'électrons de valence et des propriétés voisines.
  • Cinquième période : elle est composée de la même manière que la précédente, avec 8 nouveaux éléments de transition, et elle se termine par 54 Xe.
  • Sixième période : c'est la plus longue de toutes, avec 32 éléments qui vont de 55 Cs à 86 R, parmi lesquels le groupe des "terres rares" qui compte 15 éléments. Ceux-ci ont des propriétés chimiques pratiquement identiques, puisqu'ils ont le même nombre d'électrons sur les deux couches périphériques O et P alors que c'est la couche N qui se complète. Ils ont posé aux chimistes le très difficile problème de leur séparation, que l'on n'a pu obtenir qu'après plusieurs années de cristallisations fractionnées.
  • Septième période : elle comprend encore une vingtaine d'éléments, pour la plupart radioactifs, à partir de 87 Fr.


Le tableau ci-dessous indique le remplis­sage des couches électroniques des divers gaz inertes qui terminent les périodes de 1 à 6.

..K.. ..L.. ..M.. ..N.. ..O.. ..P.. Total
He 2 2
Ne 2 8 10
A 2 8 8 18
Kr 2 8 18 8 36
Xe 2 8 18 18 8 54
Rn 2 8 18 32 18 8 86


Tableau périodique des éléments[modifier | modifier le wikicode]

Le tableau périodique des éléments (également appelé Table de Mendeleïev, classification périodique des éléments, ou simplement tableau périodique) représente tous les éléments chimiques groupés par leur numéro atomique.


Table périodique des éléments
Groupe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
I II III IV V VI VII VIII
Période
1 1
H
2
He
2 3
Li
4
Be
5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
Ne
3 11
Na
12
Mg
13
Al
14
Si
15
P
16
S
17
Cl
18
Ar
4 19
K
20
Ca
21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
Mn
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Ga
32
Ge
33
As
34
Se
35
Br
36
Kr
5 37
Rb
38
Sr
39
Y
40
Zr
41
Nb
42
Mo
43
Tc
44
Ru
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
Cd
49
In
50
Sn
51
Sb
52
Te
53
I
54
Xe
6 55
Cs
56
Ba
* 71
Lu
72
Hf
73
Ta
74
W
75
Re
76
Os
77
Ir
78
Pt
79
Au
80
Hg
81
Tl
82
Pb
83
Bi
84
Po
85
At
86
Rn
7 87
Fr
88
Ra
** 103
Lr
104
Rf
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
Hs
109
Mt
110
Ds
111
Uuu
112
Uub
113
Uut
114
Uuq
115
Uup
116
Uuh
117
Uus
118
Uuo
Lanthanides * 57
La
58
Ce
59
Pr
60
Nd
61
Pm
62
Sm
63
Eu
64
Gd
65
Tb
66
Dy
67
Ho
68
Er
69
Tm
70
Yb
Actinides ** 89
Ac
90
Th
91
Pa
92
U
93
Np
94
Pu
95
Am
96
Cm
97
Bk
98
Cf
99
Es
100
Fm
101
Md
102
No


Séries chimiques du tableau périodique
Métaux alcalins Métaux alcalino-terreux Lanthanides Actinides Métaux de transition
Métaux pauvres Métalloïdes Non-métaux Halogènes Gaz rares

Note[modifier | modifier le wikicode]

Ce tableau est dit périodique car tous les atomes situés dans une même colonne (de 1 à 18), présentent des propriétés chimiques proches. Dans la colonne 1, le lithium Li et le sodium Na ont un comportement chimique proche.

L'explication de ce comportement repose sur le fait que le nombre d'électrons de leur couche la plus extérieure est identique. Li et Na ont un seul électron qui circule sur leur couche la plus externe ; or c'est cet électron externe qui sera disponible pour les réactions chimiques avec d'autres atomes. D'où des propriétés chimiques proches et par conséquent leur regroupement.

Les atomes sont donc groupés en familles :

Plus le numéro atomique Z (nombre de protons) est élevé, plus les noyaux sont gros. Plus le rapport N/Z (nombre de neutrons sur nombre de protons) est loin de la courbe de stabilité, plus le noyau est instable : il va émettre des particules pour se rapprocher des valeurs stables. On dit qu'il est radioactif.

Dans le tableau périodique, les atomes dont aucun isotope n'est stable sont :

Moyens mnémotechniques[modifier | modifier le wikicode]

Voici quelques moyens mnémotechniques pour retenir le début de la classification des éléments :

  • Ligne 2 : Lili se Bien Chez Notre Oncle Fernand-Nestor
    (pour : Lithium, Be (Béryllium), Bore, Carbone, N (Azote), Oxygène, F(Fluor), Ne (Néon))

  • Ligne 2 (bis) : LiBerté Bafouée Contre Notre Organisation Fédérale ogaulliste (ou otroskiste)

  • Ligne 3 : Napoléon Mange Allègrement Six Poulets Sans Claquer d'Argent
    (pour : Na (Sodium), Mg (Magnésium), Aluminium, Silicium, Phosphore, Soufre, Chlore, Argon)

  • Ligne 4 : Koalas de Canberra, S'ecria-T-il, je Veux Croire Mon Frere Completement! Ils Nichent, Copulent en Zonages Galamment Gerés, Assistés Seulement, Bravement des K(r)épis
    (pour : K (Potassium), Calcium, Scandium, Titane, Vanadium, Cr (Chrome), Mn (Manganèse), Fer, Cobalt, Nickel, Cuivre, Zn (Zinc), Gallium, Germanium, As (Arsenic), Sélénium, Brome, Krypton)

  • Ligne 4 (bis) : Krouchtchev Caressa Sciamment Tito. Vorochev Cria Magnianime : "Fe Pas le Con Nikita, ton Cul en Zinc Galvanisé te Gene AsSez pour Branler des Krevettes

  • Ligne 5 : Robin Sur Yvette à le Zèbre Noble de Monsieur Tuc Ru. Rahan Pd Agassant Ceda Inévitablement Son Sabre Tenebreux aux Idées Xenophobes
    (pour : Rb (Rubidium), Sr (Strontium), Yttrium, Zr (Zirconium), Nb (Niobium), Molybdène, Tc (Technétium), Ruthénium, Rhodium, Pd (Palladium), Ag (Argent), Cd (Cadmium), Indium, Sn (Étain), Sb (Antimoine), Tellure, Iode, Xe (Xénon))

  • Ligne 6 : Cesar Bade La Hifi de Tata dans le Wagon et Regarde Ossi Irma. Peter Au Hangar, un Tel Problème Bien PoAttend Réponse (La ou Lu selon la classification)
    (pour : Cs (Césium), Baryum, La*Lu (Lutécium), Hf (Hafnium), Tantale, W (Tungstène), Re (Rhénium), Osmium, Iridium, Pt (Platine), Au (Or), Hg (Mercure), Tl (Thallium), Pb (Plomb), Bismuth, Polonium, At (Astate), Rn (Radon))

  • Colonne 1 : Heureux dans le Lit de Natacha, Krouchtchev Rabaissa Constamment son Froc
    (pour Hydrogène, Lithium, Na (Sodium), K (Potassium), Rb (Rubidium), Cs (Césium), Francium)

  • Colonne 1 (bis) : Heureusement, L'interNationale Kommuniste Rebute les Capitalistes Français

  • Colonne 16 : Olive Suce le Sexe Tendu de Popeye
    (Pour : O (Oxygène), S (Soufre), Se (Sélénium), Te(Tellure), Po (Polonium))

  • Colonne 18 : Hercule Negligea d' Arracher le Korsage de Xena et Ronfla
    (Pour : He (Hélium), Ne (Néon), Ar (Argon), Kr (Krypton), Xe (Xénon), Rn (Radon))


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