Le tableau périodique des éléments ou table de Mendeleïev, illustre tous les éléments chimiques et les atomes connus de notre Univers dans le but de mieux comprendre ce qui nous entoure et nous compose !
La classification périodique des éléments a pour but d’organiser les éléments chimiques. Ainsi, leur position dans le tableau permet de présager leurs propriétés physico-chimiques. Selon qu’ils soient organisés horizontalement ou verticalement dans le tableau, ces propriétés évoluent différemment. Il faut savoir que l’organisation de ce tableau est encore discuté de nos jours, mais il fait partie de notre quotidien et se situe plus que jamais au centre de la recherche scientifique actuelle.
C’est en 1869 que Dmitri Ivanovitch Mendeleïev présente la classification périodique des éléments, ancêtre du tableau que l’on connaît aujourd’hui.
Une période désigne une ligne du tableau périodique. Il faut noter que les propriétés des éléments varient généralement beaucoup le long d’une période. Cependant elles peuvent être localement assez similaires et constituer des familles d’éléments chimiques complètes.
Un groupe désigne une colonne du tableau périodique. Il existe 18 colonnes, donc 18 groupes dans le tableau périodique standard. Ces derniers constituent souvent un ensemble d’éléments aux propriétés propres, distinctes des groupes voisins.
Une famille regroupe les éléments chimiques en fonction de propriétés physiques et chimiques similaires.
Il existe plusieurs groupes et familles :
Les métaux alcalins sont des éléments chimiques de la première colonne (1er groupe) du tableau périodique (en rouge ci-contre), à l’exception de l’hydrogène. Les métaux alcalins sont peu denses, brillants, de couleur argentée, mous et très réactifs dans les conditions normales de température et de pression. Ils réagissent facilement avec les halogènes ou l’ion hydroxyde (HO–) en formant des composés ioniques à charge positive, des cations, notamment en présence d’eau.
Les métaux alcalino-terreux (ou alcalinoterreux) sont les six éléments chimiques du 2e groupe du tableau périodique (en orange ci-contre). Les métaux alcalino-terreux sont un peu plus denses et durs que les métaux alcalins. Ils réagissent aisément avec les halogènes en formant des composés ioniques, mais ne réagissent pas avec l’eau à température ambiante, seulement avec la vapeur d’eau pour former des hydroxydes très basiques.
Les halogènes sont les éléments chimiques du 17e groupe (colonne) du tableau périodique : Le fluor, le chlore, le brome, l’iode, l’astate et le tennessee (en jaune ci-contre). Ces deux derniers éléments étant très radioactifs, le tennesse étant même synthétique, seuls les quatre premiers sont bien caractérisés et forment une famille d’éléments chimiques homonyme aux propriétés très homogènes. Particulièrement électronégatifs, ils sont chimiquement très réactifs. Ils existent sous forme élémentaire diatomique (seulement 2 atomes) et donnent des acides forts avec l’hydrogène. Dans les conditions normales de température et de pression, on rencontre les 3 états standards des éléments dans le groupe des Halogènes : gazeux avec le fluor et le chlore, liquide avec le brome ou solide avec l’iode.
Les gaz nobles, ou gaz rares, sont les éléments chimiques du groupe 18 du tableau périodique, hormis l’oganesson en bas de la colonne (en bleu ci-contre). Ils forment une famille d’éléments chimiques très homogène de gaz monoatomiques incolores et inodores chimiquement très peu réactifs, voire totalement inertes pour les deux plus légers. Leurs points de fusion et d’ébullition sont séparés de moins de 10 °C à pression atmosphérique. La nature chimiquement inerte des gaz nobles les rend utiles pour toutes les applications où les réactions chimiques sont indésirables.
Les Non-métaux sont les éléments chimiques dont les propriétés sont caractérisées par de bonnes isolations éléctriques et thermiques. Il y a dix-sept éléments généralement rangés dans cette famille : onze gazeux (hydrogène, hélium, azote, oxygène, fluor, néon, chlore, argon, krypton, xénon et radon) à température et pression ambiantes, cinq solides (carbone, phosphore, soufre, sélénium et iode), et un liquide : le brome. On remarquera que dans ce groupement il y a les gaz rares et les halogènes. L’hydrogène (non présent sur la figure ci-contre), le carbone, l’azote, l’oxygène et le phosphore sont les constituants majeurs des molécules biologiques. L’oxygène se retrouve d’ailleurs dans près de la moitié de la masse de la lithosphère, des océans et de l’atmosphère. Le soufre, et dans une moindre mesure le sélénium, entrent dans la composition de nombreuses protéines. N’oublions pas bien sûr, l’hydrogène et l’hélium, qui constituent à eux deux plus de 99 % de la matière de l’Univers.
Les Métaux de transition sont les éléments chimiques conduisant bien l’électricité et ils présentent pour certains une toxicité élevée, voire très élevée. Ces métaux sont solides dans les conditions normales de pression et de température, avec une masse volumique et une température de fusion élevées. Que ce soit sous leur forme atomique ou sous leur forme ionique, ils ont le plus souvent des propriétés catalytiques remarquables.
Les métaux pauvres, parfois appelés métaux de post-transition ou métaux post-transitionnels, sont les éléments chimiques métalliques situés dans le tableau périodique, entre les métaux de transition à leur gauche et les métalloïdes à leur droite (en gris ci-contre). Ils sont généralement mous ou fragiles et leur résistance mécanique est médiocre avec un point de fusion inférieur à celui des métaux de transition.
Les métalloïdes sont les éléments chimiques dont les propriétés sont intermédiaires entre celles des métaux et des non-métaux ou sont une combinaison de ces propriétés (couleur taupe ci-contre). Les six éléments généralement reconnus comme métalloïdes sont le bore, le silicium, le germanium, l’arsenic, l’antimoine et le tellure. L’astate, qui est rangé historiquement parmi les halogènes, tend cependant à être davantage considéré comme un métalloïde à mesure que ses propriétés chimiques sont mieux caractérisées. Les métalloïdes ont des reflets métalliques mais sont fragiles et très mauvais conducteurs de l’électricité. Leurs propriétés chimiques sont très proches des non-métaux.
Les lanthanides sont les éléments chimiques du tableau périodique comprenant les quinze atomes allant du lanthane au lutécium (en parme ci-dessous). Avec le scandium et l’yttrium, ces éléments font partie des terres rares. Le nom « lanthanide » provient du lanthane, premier de la famille, en raison de leurs propriétés chimiques très semblables à ce dernier, du moins pour les plus légers d’entre eux. Ce sont des métaux brillants avec un éclat argenté qui ternit rapidement lorsqu’ils sont exposés à l’air libre. Plus leur numéro atomique augmente plus durs ils deviennent. Leur température de fusion et d’ébullition sont plus élevées que la plupart des métaux, hormis les métaux de transition. Ils ont tendance à réagir violemment avec la plupart des non-métaux et brûlent dans l’air. Cette propriété est exploitée en obtenant un alliage contenant des lanthanides : le mischmétal. Il est utilisé dans les pierres à briquet. Ces éléments ne sont pas rares dans le milieu naturel. Par exemple, le cérium est aussi abondant dans l’écorce terrestre que le cuivre.
Les actinides sont les éléments chimiques du tableau périodique comprenant les quinze atomes allant de l’actinium au lawrencium (couleur rose ci-dessus). Ce sont des métaux lourds qui tirent leur nom de l’actinium. Ils ont tous la particularité d’être radioactifs : ils libèrent de l’énergie par désintégration radioactive. Les propriétés des actinides sont typiques des métaux. Ils sont tous mous avec des reflets argentés, mais ils ternissent rapidement à l’air libre. Ils ont une masse volumique et une plasticité souvent élevées. Tous les actinides, lorsqu’ils sont finement divisés, s’enflamment spontanément à l’air libre. Ils sont dit « pyrophoriques« .
Ce tableau périodique permet non seulement de présager l’existence de nouveaux éléments, mais surtout d’en prédire les caractéristiques et les comportements. En 2015, quatre nouveaux éléments synthétiques ont été ajoutés au tableau : le nihonium (Nh), le moscovium (Mc), le tennessine (Ts) et l’oganesson (Og).
Cliquez ici pour voir une représentation du tableau périodique illustré qui montre un exemple d’application pour chaque élément !
Bonus mnémotechnique pour retenir les noms des éléments des trois premières périodes :
Hé HÉ
Hydrogène [H], HÉlium[HE]
LIeBE, le Bateau Caréné, Noé et Olivia Filerons Nord – Est
LIthium [Li], BEryllium [Be], Carbone [C], azote [N], Oxygène [O], Fluor [F], NEon [Ne]
Napoléon ManGea ALlègrement SIx Poulets Sans CLaquer d’ARgent
sodium [Na], MaGnésium [Mg], Aluminium [Al], SIlicium [Si], Phosphore [P], Soufre [S], ChLore [Cl], ARgon [Ar]
Poster un Commentaire