LE TABLEAU PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS

L’alphabet des chimistes

Premier scientifique à proposer un tableau de classification des éléments chimiques

Sa classification était basée sur les propriétés physicochimiques des éléments

Il a mis en évidence la périodicité de ces propriétés (leur récurrence à intervalles réguliers)

Alors que Mendeleïev classait les éléments selon l’ordre croissant de leur masse atomique, le tableau périodique actuel classe plutôt les éléments selon l’ordre croissant de leur numéro atomique

Le savant russeDimitri Ivanovitch Mendeleïev(1834 - 1907)

Une vue d’ensemble du tableau

Ce qu’est le TPEUn répertoire de tous les

éléments chimiques connus à ce jour ...◦dans lequel les éléments chimiques

sont classés selon la périodicité de leurs propriétés physicochimiques

◦qui comporte 3 régions … celle des métaux celle des métalloïdes celle des non-métaux

Les 3 régions du TPE

Métaux en gris Non-métaux en saumon Métalloïdes en turquoise

Les éléments chimiquesvoir K 29 contenu des casesTPE interactifs

◦ http://www.elementschimiques.fr/?fr/proprietes/chimiques/rayon-covalent

◦ http://www.ptable.com/?lang=fr◦ http://

mendeleiev.cyberscol.qc.ca/carrefour/theorie/tabperiodique.html

◦ http://archives.universcience.fr/francais/ala_cite/expo/tempo/aluminium/science/mendeleiev/

Les métauxBrillantsMalléablesBons conducteurs électriquesBons conducteurs thermiquesPlusieurs réagissent avec les

acidesSont tous solides à la

température ambiante (25oC), sauf le mercure

Les non-métauxTernesCassantsMauvais conducteurs électriquesMauvais conducteurs thermiquesGazeux ou solides à la

température ambiante (seul le Brome est liquide)

Le Brome

Les métalloïdes

Situés de part et d’autre de « l’escalier » servant de frontière

Possèdent des propriétés tantôt des métaux, tantôt des métalloïdes

http://fr.wikipedia.org/wiki/Galerie_d'%C3%A9l%C3%A9ments_chimiques

Les familles du TPE

Les éléments d’une même famille sont regroupés dans une même colonne du TPE

Les colonnes sont identifiées par un numéro (1 à 18) et par un chiffre romain associé à la lettre A ou B …◦ le chiffre romain indique le nombre d’électrons de

valence de l’élément (sauf pour l’hélium)◦ le nombre d’électrons de valence d’un élément dicte

son comportement chimique◦ les éléments qui nous intéressent se situent dans les

colonnes IA à VIIIALes éléments d’une même famille possèdent

◦ le même nombre d’électrons de valence◦ des propriétés physiques et chimiques similaires

Les alcalins (famille 1 ou I A)Métaux mous, très réactifsTempérature de fusion basseUn seul é- de valenceRéagissent violemment avec l’eau pour

former des composés basiquesL’hydrogène, un non-métal n’appartenant à

aucune famille, est placé dans la colonne 1 à cause de son unique é- de valence. Il ne partage aucune propriété avec les alcalins

http://www.youtube.com/watch?v=O4d4onyFyUc◦ 2min22 réaction avec l’eau (en anglais)

Configuration électronique du potassium

Les alcalino-terreux (2 ou II A)Métaux possédant 2 é- de

valencePlus dur que les alcalinsBeaucoup moins réactifs que les

alcalinsTempérature de fusion plus

élevée que les alcalins

Le magnésium

Les halogènes (17 ou VII A)Placés dans l’avant-dernière colonne du TPEExtrêmement réactifs, ils font toujours partie

de composés en nature, généralement sous forme de sels

Corrosifs et bactéricides, on s’en sert comme désinfectants

Ils possèdent tous 7é- de valenceOn les trouve sous différents états à la

température ambiante…◦ gazeux; F et Cl◦ liquides; Br◦ solides; I et At

L’iode

Les gaz inertes (18 ou VIII A)Dernière colonne du TPEDernière couche électronique saturée (8e-

de valence, ou 2e- pour l’hélium)Appelés aussi « gaz nobles » ou « gaz

rares »Tous gazeux à la température ambianteUtilisés dans les enseignes lumineuses,

les ballons-sondes, l’isolation de fenêtre…Chimiquement très stables, il est

extrêmement difficile de les faire réagir avec d’autres éléments

L’argon

Les périodes du TPECe sont les 7 rangées du TPETous les éléments d’une même

période ont le même nombre de couches électroniques

À chaque nouvelle période, on remarque une périodicité des propriétés des éléments puisqu’on rencontre toujours des métaux, des métalloïdes et ensuite des non-métaux dans cet ordre

STELa périodicité des propriétés

La périodicité correspond à la répétition ordonnée des propriétés physiques et chimiques des éléments d’une période à l’autre

Exemples de propriétés périodiques…◦ Le rayon atomique◦ Le point de fusion et le point d’ébullition◦ La conductibilité électrique◦ La masse volumique◦ L’électronégativité (indice de l’attraction exercée par un

atome sur un électron lors de la formation d’une liaison chimique)

◦ Énergie de première ionisation (énergie nécessaire pour arracher l’électron le plus éloigné du noyau d’un atome)

Le rayon atomique; une propriété périodique (STE) (voir p 23 OBSERVATOIRE)

Le rayon atomique (STE)

Rayon atomique (STE)

Évolution du RA dans le TPE

Dans une même période, le RA diminue en allant vers la droite◦puisque la charge nucléaire augmente avec le

numéro atomique, la force électromagnétique entre le noyau et les électrons grandit et les électrons se rapprochent du noyau, diminuant ainsi le rayon de l’atome

Dans une même famille, le RA augmente en allant vers la bas◦L’ajout d’une nouvelle couche électronique au

passage d’une période à l’autre a pour effet d’augmenter la taille de l’atome

La notation de Lewis(Gilbert Newton Lewis, 1875 - 1946)

Puisque le comportement chimique d’un élément est en grande partie déterminé par son nombre d’électrons de valence, on a convenu de représenter un atome en illustrant uniquement ses électrons de valence et en les disposant autour de son symbole

Les électrons (des points) sont disposés un à un sur les côtés d’un carré imaginaire qui encadre le symbole de l’élément

Il y a un maximum de 2 électrons par côté

EXEMPLES