Comment utiliser la classification périodique des éléments - Maxicours

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Comment utiliser la classification périodique des éléments

Objectif : Dans son illustre tableau de classification, l’objectif premier de Mendeleïev était d’organiser et de classer ces éléments afin de faire progresser les travaux de la chimie. Quel est l’intérêt du tableau actuel ?
1. Place d’un élément chimique dans la classification

La classification actuelle classe les éléments chimiques par numéro atomique croissant de manière à ce que chaque ligne corresponde au remplissage d’une nouvelle couche électronique et que les éléments d’une même colonne possèdent le même nombre d’électrons périphériques.





2. Formation d’un ion monoatomique
D’après la règle du duet ou de l’octet, un atome cherche à obtenir la structure électronique du gaz rare qui lui est le plus proche.
 
D’après les données précédentes, les éléments d’une famille (colonne du tableau périodique) ont tous le même nombre d’électrons périphériques. De manière à respecter les règles du duet et de l’octet :
  • Les atomes qui ont moins de 4 électrons sur leur couche externe, soient les éléments des 3 premières colonnes du tableau des 18 premiers éléments, auront tendance à les perdre afin de former un ion.

  • Les atomes qui ont plus de 4 électrons sur leur couche externe, soient les éléments des 3 dernières colonnes du tableau des 18 premiers éléments, cherchent à gagner le nombre d’électrons nécessaire de manière à adopter la structure électronique du gaz rare qui leur est le plus proche.

  • Pour les atomes de la 4ème colonne du tableau des 18 premiers éléments, on comprend bien qu’ils sont partagés entre le fait de vouloir gagner 4 électrons ou d’en perdre 4 : la formation d’ions à partir de ces atomes est donc très rare !
Exemple : Considérons le magnésium. Situé dans la deuxième colonne et la troisième ligne, il possède deux électrons sur sa couche M externe. Il cherche donc à perdre ces électrons de manière à obtenir une structure où la couche L est saturée à 8 électrons, cette structure correspond à celle du néon situé dans la dernière colonne et la deuxième ligne.
On notera cet ion : Mg2+. Notons que les atomes de la même famille donnent tous des ions du type X2+ (les atomes perdent 2 électrons, ils donnent des ions positifs).

3. Formation de molécules et de liaisons covalentes

De même que la formation d’ions, la formation de liaisons covalentes permet à un atome de respecter la règle du duet ou de l’octet.

La formation d’une liaison implique l’emprunt d’un électron par un atome à un autre atome auquel il va se lier. Ce qui signifie qu’un atome réalise autant de liaisons qu’il a besoin d’électrons pour adopter une structure électronique stable.
On peut donc conclure que les atomes situés dans les colonnes 4, 5, 6, 7 du tableau des 18 premiers éléments cherchent à réaliser respectivement 4, 3, 2, 1 liaison covalentes.



Illustration animée : La classification périodique
Voici une classification périodique complète. Elle permet à la fois de connaître les caractéristiques de chaque atome, mais aussi son appartenance à des groupes particuliers.


- Tableau 1



- Tableau 2  



- Tableau 3



- Tableau 4



L’essentiel

Une ligne du tableau périodique correspond au remplissage d’une couche électronique alors qu’une colonne indique le nombre d’électrons situé sur cette couche (électrons périphériques).

Afin de tendre vers la structure électronique du gaz rare qui lui est le plus proche, un atome va perdre ou gagner des électrons afin de former des ions ; ou va contracter des liaisons covalentes avec d’autres atomes et former des molécules.

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