LE TABLEAU PÉRIODIQUE - École Samuel

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LE TABLEAU PÉRIODIQUE
DES ÉLÉMENTS
L’alphabet des chimistes
Le savant russe
Dimitri Ivanovitch Mendeleïev
(1834 - 1907)
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

Une vue d’ensemble du tableau
Ce qu’est le TPE

Un 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 chimiques
voir K 29 contenu des cases
 TPE interactifs

◦ http://www.elementschimiques.fr/?fr/proprietes/chimi
ques/rayon-covalent
◦ http://www.ptable.com/?lang=fr
◦ http://mendeleiev.cyberscol.qc.ca/carrefour/theorie/ta
bperiodique.html
◦ http://archives.universcience.fr/francais/ala_cite/expo/t
empo/aluminium/science/mendeleiev/
Les métaux
Brillants
 Malléables
 Bons conducteurs électriques
 Bons conducteurs thermiques
 Plusieurs réagissent avec les acides
 Sont tous solides à la température
ambiante (25oC), sauf le mercure

Les non-métaux
Ternes
 Cassants
 Mauvais conducteurs électriques
 Mauvais conducteurs thermiques
 Gazeux 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 VIIIA

Les 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 réactifs
Température de fusion basse
Un seul é- de valence
Réagissent violemment avec l’eau pour former des
composés basiques
L’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 valence
 Plus dur que les alcalins
 Beaucoup moins réactifs que les alcalins
 Température de fusion plus élevée que les
alcalins

Le magnésium
Les halogènes (17 ou VII A)
Placés dans l’avant-dernière colonne du TPE
Extrêmement 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 valence
 On 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 TPE
 Dernière couche électronique saturée (8ede valence, ou 2e- pour l’hélium)
 Appelés aussi « gaz nobles » ou « gaz rares »
 Tous gazeux à la température ambiante
 Utilisés 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 TPE
Ce sont les 7 rangées du TPE
 Tous 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

STE
La 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

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