Chapitre III : La classification périodique des élèments.

I) La démarche de Mendeleïev.

II) Critères actuels de la classification.

III) Les familles chimiques.

IV) Ions monoatomiques et molécules.

1) Les ions mono-atomiques.

2) Les molécules.

V) Évolution de quelques propriétés.

I) La démarche de Mendeleïev.

Biographie : voir site

XIXème siècle : Les grandes découvertes en Chimie, ainsi qu'un grand nombre d'élèments.

Comment les classer?

Principe : Regrouper les élèments qui ont des propriétés similaires, puis par masse atomique.

Résultat : doc 2 p. 90. (copie de la première classification périodique des élèments par Mendeleïev,)
&emdash;> les élèments ayant des propriétés chimiques semblables sont regroupés en ligne.
&emdash;> il y a des cases vides.

ex : gallium, scandium, germanium qui ne sont tous découvert que plus tard.

Remarque : en 1869 : seule la masse des atomes sont connues alors qu'en 1913 on leurs attribue tous un numéro atomique Z.

II) Critères actuels de la classification.

Classer les élèments par masse atomique croissante oblige à faire quelques inversions, ce qui a pousser les scientifiques à les classer par Z croissant. Le numéro de la colone (sans conter celle du milieu, donc 8) correspond au nombre d'élèctrons sur la couche externe. Le numéro de la ligne correspond au nombre de couches électroniques occupées.
ex : le sodium est dans la première colone sur la troisième ligne. Soit : (K)²(L)⁸(M)¹

Dans cette classification périodique, les élèments ayant des propriétés chimiques semblables sont regroupées dans une même colone.

Exception : l'hélium est dans la colone VIII car il se comporte comme un gaz noble.

III) Les familles chimiques.

Chacune des 8 colones constitue une famille.

Exemples :

Dans le CD-ROM Mendeleïev, nous avons vu que les gaz dichlore et difluor réagissent vivement avec le magnésium pour donner un solide.
TP : nous avons vu que les ions chlorure, brome et iodure réagissent avec l'ion argent pour donner un precipité => ces élèments sont classés dans la 7ème colone, les halogènes.
TP : nous avons vu que le calcium solide et le magnésium solide réagissent avec l'eau pour fomer du dihydrogène, des ions hydroxyde HO^-
TP : les ions calcium et les ions magnésium réagissent avec les ions oxalate C₂O₄^2- pour donner un préicipité. => le calcium et le magnésium sont dans la 2ème colone : alcalino-terreux.
Remarque :
Ca + H₂0 &emdash;> H₂ + 2HO- + Ca²⁺Mg + H₂0 &emdash;> H₂ + 2HO- + Mg²⁺

IV) Ions monoatomiques et molécules.

1) Les ions mono-atomiques.

Les électrons d'une même famille vont donner des ions de même nature.

ex :

colone 1 : Na+, K⁺, Li⁺...
colone 2 : Ca²⁺, Mg²⁺...
colone 7 : Cl^-, F^-

Toujours dans le respect des règles du duet et de l'octet.

2) Les molécules.

Pour l'eau, H₂0, la molécule et dite coudée. Le souffre est dans la même colone que l'Oxygène donc il existe une molécule H₂S, qui elle aussi sera coudée.

V) Évolution de quelques propriétés.

Rayon atomique et énergie d'ionisation évoluent sur une même ligne et dans une colone selon certaines tendances.

Attention, ce n'est pas toujours le cas (ex : température de fusion)

X) Règles et propriétés d'après manuel de physique de 2nd.

Les élèments sont classés par numéro atomique Z croissant.
Les électrons dont les atomes ont le même nombre d'électrons sur leur couche externe sont regroupés dans une même colonne.
Une nouvelle ligne est commencée chaque fois qu'intervient une nouvelle couché électronique.

Chaque colone de la classification est appelée famille chimique. Chaque ligne est appélée période.
(1ère colone : alcalins, 2ème colone : alcalino-terreux, avant dernière : halogènes, dernière : gaz nobles.)

Le terme de famille s'applique soit aux éléments chimiques d'une colonne donnée, soit aux atomes qui corresopondent à ces éléments, soit aux coprs simples dans lesquels ces éléments sont présents.

Il existe des analogies de propriétés chimiques dans une même famille : éléments chimiques d'un même colonne sont impliquée dans des réactions chimiques similaires.

Dans la classification restreinte (Z plus petit que 18), les ions monoatomiques correspondent à des éléments chimiques d'une même famille on tous la même charge.
Ce résultat reste vrai pour les ions de numéro atomique plus élevé dont les éléments chimiques sont dans les colones 1, 2, 16 et 17.

La structure électronique externes étant la même pour tous les atomes d'une famille, le nombre de liaisons établies dans une molécule sera également le même pour tous les atomes de la famille.

Lorsqu'une molécule contient le premier atome d'une famille, la plupart des molécules, obtenues en remplaçant cet atome par un autre atome de la même famille, existent aussi.

Retour à l'index des cours

2002, Jel