Elements Chimiques

LES ELEMENTS CHIMIQUES

1.LA CLASSIFICATION PERIODIQUE DE MENDELEEV En 1869, le chimisme russe Dimitri Ivanovitch Mendeleev rangea les 63 lments chimiques connus son poque dans un tableau. Il les disposa verticalement dans lordre croissant de leur masse atomique, puis il les dcala dans des colonnes en fonction de leurs proprits chimiques particulires. Les cases restes vides dans cette premire bauche de la classification des lments lui permirent de prvoir lexistence et les proprits de corps qui navaient pas encore t dcouverts. La classification priodique compte aujourdhui 112 lments rangs horizontalement en ordre croissant de numro atomique qui indique le nombre de protons dans le noyau de chaque atome. Les lments chimiques dune famille sont disposs dans la mme colonne : ils ont le mme nombre dlectrons sur leur couche externe et prsentent des proprits chimiques trs voisines. Les lments chimiques placs dans la mme range ont la mme priode, cest--dire le mme nombre de couches lectroniques. On distingue 6 groupes principaux dans le tableau priodique : les mtaux, les semi-conducteurs, les non-mtaux, les halognes, les gaz rares, les lanthanides et actinides.

Halognes

Dossier Enseignant. VOYAGE EN INDUSTRIE CAP SCIENCES 2006.

2. LES GRANDS GROUPES DELEMENTS DU TABLEAU DE MENDELEEV Les mtaux occupent une place prpondrante parmi tous les lments chimiques existants. Ce qui les caractrise, cest quils peuvent tous donner un oxyde basique en se combinant avec de l'oxygne. Par exemple l'oxydation du fer produit la rouille ou hmatite dont la formule est Fe2O3. Quand ils sont solubles, les oxydes mtalliques forment des solutions basiques. Les mtaux sont gnralement solides dans des conditions ordinaires, sauf le mercure et prsentent un clat particulier. Ils sont ductiles, mallables et ont une assez grande densit. Ce sont pour la plupart de trs bons conducteurs de chaleur et dlectricit. Les semi-conducteurs constituent un groupe qui ne comprend que huit lments naturels mais le silicium est un semi-conducteur trs rpandu sur Terre. Ce sont des corps qui prsentent une conductivit lectrique moyenne, intermdiaire entre les mtaux et les isolants et dont la rsistivit augmente avec la temprature. Dans le silicium par exemple, certains lectrons trs faiblement lis leurs atomes peuvent devenir des lectrons de conduction, mais cest la prsence d'impurets qui permet de rduire considrablement la rsistivit des semi-conducteurs utiliss dans les composants lectroniques. Les non-mtaux sont des lments chimiques qui nappartiennent ni la famille des halognes, ni la famille des gaz rares. Leurs proprits physiques les diffrencient nettement des mtaux car ils conduisent mal la chaleur et l'lectricit. Ils ont un aspect terne et ne sont ni mallables, ni ductiles. On trouve 7 lments dans cette famille : lhydrogne, le carbone, lazote, loxygne, le phosphore, le soufre et le slnium. Si on ne prend pas en compte lhydrogne qui est un lment tout fait particulier, les non-mtaux aussi nomms mtallodes, ont la capacit de gagner un ou plusieurs lectrons et forment gnralement des liaisons ioniques avec les mtaux. (Exemples : FeS sulfure de fer, Al2S3 sulfure daluminium.) Ils se comportent comme des oxydants au cours des ractions chimiques en captant des lectrons. Quand ils se combinent entre eux, ils partagent gnralement des lectrons pour former des composs covalents. (O2, N2 ) Les halognes sont des non-mtaux qui ne conduisent pas le courant lectrique. Ils ont un aspect terne et ne sont pas mallables. Les lments chimiques de cette famille sont le fluor, le chlore, le brome, liode et lastate. On les trouve sous forme de molcules diatomiques dans la nature l'tat solide, liquide ou gazeux. Les halognes possdent 7 lectrons priphriques et leur configuration lectronique la plus stable se fait donc par gain d'un lectron avec lequel ils forment un ion ngatif appel ion halognure. (Cl- : ion chlorure, Br - : ion bromure ,I- :ion iodure.) Ces lments trs lectrongatifs ragissent trs fortement en prsence dlments mtalliques pour former des sels. Par exemple CsCl le chlorure de csium.(Halogne vient du grec halo qui veut dire sel.) Le plus connu deux eux, le chlorure de sodium de formule brute NaCl est notre sel de table form par la runion d'un cation Na+ et d'un Cl- anion. Tous les chlorures des atomes mtalliques sont des sels. Leurs solutions conduisent l'lectricit. Les gaz rares ou gaz nobles sont situs dans la huitime colonne du tableau et possdent donc une couche lectronique externe complte. Les atomes de cette famille sont trs peu ractifs en raison de cette couche sature en lectrons. Ces lments sont trs stables, leurs liaisons avec dautres atomes sont donc quasiment impossibles. On a pu toutefois fabriquer quelques composs avec le xnon dans des conditions de hautes tempratures et de hautes pressions. Lhlium, le non, largon, le krypton, le xnon, et le radon sont des gaz rares.


Les lanthanides sont reprsentes par une douzaine dlments chimiques mtalliques. Ils sont assez rpandus dans la crote terrestre et notamment dans les granites. Leur appellation de terres rares est due la raret des gisements exploitables dans le monde. Ce terme dsigne galement les oxydes prsents dans le minerai et dont sont extraits les lanthanides. Le lanthane a donn son nom cette famille dont les lments entrent dans la composition de nombreux alliages et sont l'objet de recherches en physique. Certains scientifiques considrent les lanthanides comme les matriaux du XXIe sicle. Les actinides constituent une srie de quinze lments radioactifs. Seuls les quatre premiers lments ont t trouvs en quantits notables dans la nature : l'actinium, le thorium, le protactinium et l'uranium. Les actinides dont les numros atomiques sont suprieurs 92 sont des lments synthtiss (transuraniens). 3. LES PROPRIETES DES FAMILLES DELEMENTS DU TABLEAU DE MENDELEEV Les lments dune mme colonne forment une famille dont le nom est dtermin par llment occupant la position la plus leve. (Exemple : la famille du carbone.) Certaines familles ont reu des appellations particulires en raison de leurs proprits chimiques plus marques. La famille des alcalins. Les lments de la famille du lithium sont appels les alcalins parce quils ragissent violemment au contact de leau, avec laquelle ils forment un alcali cest--dire une base. En raison de leur trs grande tendance loxydation et de leur trs grande ractivit avec lair et leau, on les conserve dans de lhuile. Ces mtaux de couleur blanc-argent ont une structure cristalline cubique centre. Ils sont mous, mallables et lgers et ils fondent des tempratures peu leves. Ce sont dexcellents conducteurs de courant lectrique qui tablissent des relations ioniques avec les non-mtaux.

Lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), csium (Cs) et francium (Fr) La famille des alcalino-terreux. La famille du bryllium porte ce nom car ses lments entrent dans la composition de nombreuses roches. En solution, ils ont aussi les proprits dune base de formule X(OH)2 (ex :hydroxyde de baryum), o X reprsente un lment alcalino-terreux. Ils forment des mtaux solides, gris clat mtallique et ont une duret suprieure celle des alcalins. Ils sont aussi trs lectropositifs et ragissent donc aisment avec de nombreux non-mtaux avec lesquels ils ont des ractions chimiques moins violentes mais proches de leurs voisins alcalins. Ce sont aussi dexcellents conducteurs dlectricit. Leur temprature de fusion est nettement plus leve que celle des alcalins.

Bryllium(Be), magnsium(Mg), calcium(Ca), strontium(Sr), baryum(Ba), radium(Ra)


La famille des mtaux de transition. Il existe une trentaine lments chimiques dans cette famille. Ces mtaux de transition sont moins ractifs que les mtaux alcalins et alcalino-terreux mais ils peuvent tablir des liaisons chimiques pour former des alliages en se combinant entre eux ou avec d'autres mtaux. Ces nombreux alliages qui offrent des proprits mcaniques particulires sont largement utiliss dans diffrents secteurs industriels. Les mtaux de transition ont des proprits physiques et chimiques variables : ils ragissent diffremment selon les corps chimiques en prsence mais se comportent gnralement comme des lments rducteurs. Dans les ractions chimiques, ils perdent la plupart du temps des lectrons pour former des ions chargs positivement. Le fer par exemple peut donner plus d'un ion positif parce qu'il existe sous deux formes, Fe 2+ et Fe 3+. Scandium(Sc), titane(Ti), vanadium(V), chrome(Cr), manganse(Mn), fer(Fe), cobalt(Co), nickel(Ni), cuivre(Cu), zinc(Zn), yttrium(Y), zirconium(Zr), niobium(Ni), molybdne(Mo), tchndium(Tc), rhutnium(Ru), rhodium(Rh), palladium(Pa), argent(Ag), cadmium(Cd), afnium(Af), tantale(Ta), tungstne(W), rhnium(Re), osmium(Os), iridium(Ir), platine(Pt), or(Au), mercure(Hg), galium(Ga), aluminium(Al), indium(In), thallium(Ti), plomb(Pb), tain(Sn), bismuth(Bi), uranium(U). Les halognes Les membres de la famille du fluor sont classs dans lavant-dernire colonne du tableau de classification priodique. Ce sont des non-mtaux qui ont un aspect terne et ne sont pas mallables. Le mot halogne signifie gnrateurs de sels car on trouve ces lments dans la nature sous forme de sels. Ils sont toxiques, corrosifs et bactricides et ne conduisent pas le courant lectrique. Ces corps ragissent violemment avec mtaux en raison de leur forte lectrongativit. Avec 7 lectrons priphriques, ces lments cherchent en acqurir un huitime pour se rapprocher de la stabilit dun gaz rare soit par un lien ionique soit par un lien covalent. Par exemple, le brome ragit avec le sodium qui cde son lectron externe. Cest une liaison ionique qui produit un compos stable NaBr. Si le brome ragit avec le soufre, il y aura un lien covalent car les atomes ont une lectropositivit proche: 2 atomes de Brome de valence 1 partagent chacun un lectron avec 1 atome de Soufre bivalent pour former du SBr2. Les corps halognes forment des sels avec les alcalins et des acides forts avec lhydrogne. A temprature ordinaire, certains de ces lments sont gazeux (fluor et chlore),un autre est liquide (brome) enfin dautres sont ltat solide (iode et astate).

fluor (F), chlore (Cl), brome (Br), liode (I), lastate (At) Les gaz inertes. On les nomme aussi gaz rares en raison de leur grande stabilit chimique. Ces gaz ne forment pas de composs avec les autres lments en raison de labsence presque totale de ractivit chimique. hlium (He), non (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xnon(Xe), radon (Rn)


3/ CONFIGURATION LECTRONIQUE ET TABLEAU PRIODIQUE Les dcouvertes sur la structure interne de latome prcisent que les lectrons se rpartissent prfrentiellement en plusieurs couches diffrentes distances du noyau de latome. Cest dans ces couches lectroniques appeles orbitales, quon a le plus de chances de trouver un lectron. Dans le tableau de classification priodique, les lments chimiques dune famille sont rangs dans la mme colonne : ils ont le mme nombre dlectrons sur leur couche externe ce qui leur donne des proprits chimiques trs voisines. Nombre de couches et priode : Le nombre de couches lectroniques que possde un lment est donn par le numro de la ligne du tableau dans laquelle il se trouve : cest ce quon appelle la priode. Les sept ranges du tableau renferment donc respectivement des lments chimiques qui possdent un nombre de couches variant de un sept. Exemples de quelques lments du tableau : La premire priode ne contient que deux lments : lhydrogne et

lhlium. Ceux-ci ne renferment quune seule couche lectronique qui ne peut contenir que deux lectrons maximum. Cette couche se situe prs du noyau, son diamtre est trs petit et les lectrons ont tendance se repousser.

La deuxime et la troisime priode comprennent chacune huit lments. Le lithium possde trois lectrons. Deux de ces lectrons voluent dans la premire couche lectronique et sont trs lis au noyau. Le troisime lectron se situe dans la deuxime couche, plus loigne du noyau. Les sept lments qui suivent le lithium possdent successivement 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8 lectrons sur la deuxime couche lectronique.

Le sodium est le premier lment de la troisime priode. Il possde donc un seul lectron de valence sur la troisime couche. Les lectrons de la couche sous-jacente se disposent par paire ou doublet dlectrons. Cette configuration particulire par doublets dlectrons est la consquence dun certain nombre de principes physiques et de la rpulsion lectrostatique des lectrons.

Rpartition des lectrons Les couches lectroniques correspondent diffrents niveaux dnergie caractriss par un nombre entier n, nombre quantique principal. Les lectrons voluant autour du noyau de latome possdent une nergie correspondant la couche dans laquelle ils se trouvent. . Chacune des couches peut contenir un maximum thorique de 2n2 lectrons. Il ne peut cependant pas y avoir plus de huit lectrons sur la dernire couche lectronique.

Rang de la priode = n 1 2 3 4 Maximum dlectrons = 2n2 2 8 18 32

Pour connatre la rpartition des lectrons sur chacune des couches lectroniques, on doit observer les principes suivants : On remplit les couches par ordre : la premire, la deuxime, la troisime, etc. La dernire couche dun atome donn ne contient pas plus de 8 lectrons. Dans le cas des lments de transition, les lectrons se rajoutent sur lavant-

dernier niveau. ( la sous-couche d). Les lments de transition possdent 1 ou 2 lectrons sur leur dernire couche.

. (Les lectrons de la sous-couche d sont aussi des lectrons de valence.)


4/ COMPLEMENTS SUR LA CONFIGURATION ELECTRONIQUE DES ELEMENTS . La mcanique quantique sintresse ltude des particules atomiques : elles nobissent pas la mcanique classique. A lchelle atomique, nos reprsentations habituelles nont plus cours pour comprendre le monde trange et paradoxal des particules. Pour dcrire llectron et son mouvement rapide au sein de latome, les physiciens associent le comportement de cette particule celui dune onde et le caractrisent au moyen dune expression mathmatique complexe nomme la fonction donde. La fonction donde se calcule en utilisant une quation, lquation de Schrdinger qui dcrit l'volution de llectron dans le temps et dont la rsolution permet de dterminer la gomtrie des volumes dans lequel il volue. Ces volumes sont les orbitales atomiques, cest--dire les portions de lespace o il y a une plus grande probabilit de trouver llectron mais dont on ne peut connatre prcisment en mme temps la vitesse et la position. La configuration lectronique dun atome qui dcrit la rpartition des lectrons entre les diffrentes orbitales obit des rgles prcises. Ils tournent autour du noyau, possdent une nergie qui dpend de leur orbitale car chacune delle correspond un niveau dnergie : plus un lectron est loign du noyau plus son nergie est grande. Dans lquation de Schrdinger, lnergie est quantifie et ltat de llectron est dfini par 4 nombres appels nombres quantiques : - le nombre quantique principal n dsigne la couche principale. Les lectrons ayant

le mme nombre n appartiennent la mme couche lectronique. Les diffrentes valeurs de n : 1,2,3,correspondent respectivement des couches notes K,L,M,N,La couche 1 (ou K) est la plus proche du noyau atomique et correspond au niveau de plus basse nergie.

- Le deuxime nombre quantique azimutal l et l [ 0, n-1]. Ce nombre dfinit la forme et la symtrie de lorbitale mais il dtermine surtout des niveaux dnergie lgrement diffrents lintrieur dune mme couche principale n. Chaque couche est en ralit constitue de plusieurs sous-couches notes respectivement s (pour l=0), p (pour l=1), d ( pour l=2) et f (pour l=3)... Pour un atome ltat fondamental, chaque couche, sauf la premire, est divise en sous-couches.

- Le troisime nombre quantique magntique ml et ml [-l,+l] dtermine lorientation de lorbitale dans lespace. Lintervalle de valeur auquel il appartient limite le nombre maximal dlectrons dans chaque sous-couche.

- Le quatrime nombre quantique appel spin de llectron ms ne dfinit pas directement une orbitale atomique mais caractrise en quelque sorte le moment cintique des lectrons qui sont tous en rotation sur eux-mmes. Selon le sens, il y a deux valeurs possibles + .

Couche K L M N n 1 2 3 4

Sous couche l 0 s 0 s 1 p 0 s 1 p 2 d 0 s 1 p 2 d 3 f ml 0 0 0 +1 0

0 +1

0 +1, +2 0

0 +1

0 +1, +2

0, +1 +2, +3

Nombre d'lectrons de la sous couche 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14

Nombre d'lectrons de la couche : 2n2

2 8 18 32


La combinaison des 4 nombres quantiques n, l, ml, ms permet de caractriser un lectron. La configuration lectronique dun atome doit aussi tenir compte de plusieurs principes. Le remplissage des couches lectroniques. Les nombres quantiques qui caractrisent des orbitales imposent une rpartition des lectrons en couches et en sous-couches et limitent le nombre maximum dlectrons dans chaque niveau dnergie. Mais le remplissage des couches lectroniques obit aussi 4 rgles prcises qui permettent de disposer correctement les lectrons autour du noyau. Ces principes sont les suivants : - Le principe dexclusion de Pauli stipule que deux lectrons d'un mme atome

ne peuvent avoir leurs quatre nombres quantiques identiques (n, l, ml, ms) Quand deux lectrons ont le mme n, l et ml alors ils sont de spin oppos: par exemple, dans la premire couche n=1, l=0, m=0, il n'y a que 2 possibilits correspondant aux tats ms=. Cette couche ne peut donc accepter que deux lectrons. (voir le tableau pour le nombre et la rpartition des lectrons).

- Le principe dnergie minimum prcise que les lectrons se disposent autour du noyau de faon ce que leur niveau d'nergie soit le plus bas possible : ils occupent donc en priorit les couches infrieures qui doivent tre compltes avant quun lectron se situe dans une orbitale dnergie suprieure.

- La rgle de Hund indique que dans une sous-couche le nombre dlectrons non apparis doit tre maximum pour correspondre l'tat de plus basse nergie.

- La rgle de Klechkowski permet de retrouver l'ordre de remplissage des couches lectroniques d'un lment chimique : le remplissage ne se fait pas exactement dans l'ordre gographique des couches lectroniques en partant du noyau vers la priphrie de latome mais dans l'ordre des nergies croissantes donn par la somme des deux nombres quantiques n + l. On na donc pas lordre 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 4f mais celui dtermin par la rgle de Klechkowski en fonction des niveaux dnergie : 1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d, 4p,5s,4d,5p,6s,5d,4f,...

Cette rgle de Klechkowski est valable pour les 54 premiers lments du tableau priodique, mais connat un certain nombre d'anomalies (remplissage de la couche 5d avant la couche 4f. )

Couche n l m Nbre e-

Par sous

couche 2n Succession des niveaux dnergie Reprsentation

O 5 4 3 2 1 0

-2,-1,0,1,2,3 -2,-1,0,1,2

-1,0,1 0 0

f 14 d 10 p 6 s 2

50 max

thorique

5s

5p

5d

5f

1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d105f145g

N 4 3 2 1 0

-3,-2,-1,0,1,2,3

-2,-1,0,1,2 -1,0,1

0

f 14 d 10 p 6 s 2

32 4s

4p

4d

4f

1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f14

M 3 2 1 0

-2,-1,0,1,2 -1,0,1

0

d 10 p 6 s 2

18 3s

3p

3d

1s22s22p63s23p63d10

L 2 1 0

-1,0,1 0

P 6 s 2

8 2s

2p

1s22s22p6

K 1 0 0 S 2 2 1s 1s2


Dtermination de la configuration lectronique dun lment

- Le nombre dorbitales est donn par le numro de la priode n de llment considr. - Chaque couche admet un nombre maximum d'lectron donn par la formule 2n. - Le nombre dlectrons placer est donn par le numro atomique. - Le nombre dlectrons sur la dernire orbitale est :

Le numro de la colonne du tableau priodique pour les 2 premires colonnes. Le numro en chiffre romain pour les 6 dernires colonnes du tableau. Le nombre 1 ou 2 pour les colonnes de 3 10 du tableau priodique. ( En effet si on

prend lexemple des lments de priode 4, la rgle de Klechkowski fait que la couche 4s2 se remplit avant la couche 3d10.)

1 2 Nombre de- priphriques 3 4 5 6 7 8

Nombre de couches lectroniques principales ( la priode )

Dterminons par exemple la configuration lectronique du fer : 5626Fe. - Fe est dans la 4ime ligne du tableau : sa priode est 4, il a donc 4 orbitales. - Nombre max de- : orbitale K = 2, orbitale L= 8, orbitale M= 18, orbitale= 32 - Numro atomique du fer =26 lectrons placer - Fe est dans la 8ime colonne du tableau il a donc 2 e- sur la dernire orbitale. - Il reste 24 lectrons placer en respectant le nombre maximum par couche ; K L M N Fe ) ) ) ) notation avec sous-couches : 1s22s22p63s23p63d64s2 2 8 14 2 e-

Exemples de configurations lectroniques de diffrents lments : La notation de la configuration lectronique se fait avec le numro de la couche suivi de la lettre de la sous-couche et avec en exposant le nombre d lectrons de la sous-couche : symbole de l'orbitale n l x. Par exemple, le fluor qui comporte 9 lectrons est reprsent par 1s2 2s2 2p5 et la couche la plus extrieure (2p) n'est pas remplie compltement puisque sa capacit est de 6 lectrons. Autres exemples :

Br: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p5 Cu: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s13d10 Les couches intrieures remplies, dont les distributions lectroniques ne changent pas d'un lment l'autre, peuvent tre reprsentes de faon plus commode en utilisant le symbole chimique du gaz noble pour reprsenter le "cur d'lectrons" de l'atome.

Par exemple : F : [He] 2s2 2p5 o [He] est crit pour 1s2 Br : [Ar] 3d10 4s2 4p5ou encore Cu : [Ar ] 4s13d10o [Ar] reprsente la configuration 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

1 ou 2

1 2 3 4 5 6 7

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Ce mode de remplissage des niveaux qui suppose que la configuration lectronique est la mme que celle de l'lment de nombre atomique infrieur d'une unit, plus un lectron, est connu sous le nom de Principe d'AUFBAU. Ce principe est gnralement juste. Cependant, dans la rgion des mtaux de transition (par exemple Sc Cu, Y Cd, etc.,), les niveaux 3d et 4s (ou niveaux (n-1)d, ns) ont en gnral, des nergies trs proches on peut avoir un rarrangement de la distribution des lectrons extrieurs. Par exemple, la configuration de Cr est [Ar} 4s1 3d5 et non [Ar} 4s2 3d4 et celle du cuivre est [Ar ] 4s13d10 et non [Ar ] 4s23d9Dans le cas de mtaux tels que l'Aluminium et le Cuivre on remarque la prsence d'un lectron solitaire sur la dernire couche; cet lectron sera alors susceptible de participer la conduction de l'lectricit. Mais dans tous les cas, on voit que les lectrons ayant le mme nombre quantique n forment une couche lectronique (K, L, M, N,) ; les lectrons d'une mme couche qui ont le mme nombre quantique l constituent une sous-couche (s, p, d, f,) ; enfin les lectrons d'une mme sous-couche et de mme nombre m appartiennent la mme orbitale atomique. Quelques structures lectroniques : Atomes ayant 5 lectrons de valence : N: 1s2 2s2 2p3 = [He] 2s2 2p3 P: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 = [Ne] 3s2 3p3 As: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3 =[Ar] 4s2 4p3 Atomes ayant 3 lectrons de valence : B: 1s2 2s2 2p1 = [He] 2s2 2p1 Al: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 = [Ne] 3s2 3p1 Ga: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p1 =[Ar] 4s2 3d10 4p1 In: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p1=[Kr] 5s2 4d10 5p1 Exemple de configuration lectronique chez les alcalins et les halognes : Tous les lments du groupe des alcalins possdent un seul lectron sur leur dernier niveau dnergie. Ils sont trs ractifs parce quils cdent facilement leur lectron de valence : ils soxydent trs facilement. Ce dernier est faiblement retenu par le noyau dautant que les atomes de la famille des alcalins possdent le plus grand rayon atomique de la priode laquelle ils appartiennent. Tous les lments du groupe des halognes possdent une charge nuclaire plus forte que les atomes les prcdant dans la mme priode. Ils ont donc un rayon atomique plus petit et leurs 7 lectrons de valence sont fortement retenus. Les atomes dhalognes sont galement trs ractifs, parce quils cherchent sapproprier un lectron : le chlore qui fait partie de la famille des halognes (groupe VII) possde sept lectrons priphriques. Exemple de configuration lectronique les mtaux de transition : Tous les membres de cette famille sont des mtaux. Pour les lments de transition, les lectrons de la sous-couche d sont aussi des lectrons de valence. Ils sont gnralement moins ractifs que les mtaux alcalins et alcalino-terreux, leurs ractions avec les lments des autres familles sont parfois difficiles. Mais, ils peuvent pour la plupart s'unir entre eux ou certains lments d'autres familles pour former des alliages. Plusieurs d'entre eux sont capables de donner plus d'un ion positif et certains lments ont des valences qui leur confrent des proprits physiques et chimiques variables. Ainsi, le fer ([Ar] 3d64s2 ou [Ar] 3d54s24p1)peut s'allier avec un lment non mtallique et donner diffrents composs parce qu'il existe sous deux formes d'ions Fe 2+ et Fe 3+.

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Valences I II III

Ag Zn

Cu Cu Fe Fe

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Rpartition des lectronsI

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