La classification périodique des éléments
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Quels sont les critères qui ont permis à Mendeleïev d'établir cette classification ? Quelles difficultés a-t-il rencontré ? Quelle est alors son utilité pour le chimiste ?
Son génie réside dans le fait qu'il a prévu une place pour les éléments manquants et qu'il a estimé leur masse. De plus il a remarqué que certains éléments avaient les mêmes propriétés chimiques, anticipant ainsi la notion de famille.
Cependant certains éléments lui ont posé quelques problèmes, ne sachant pas où les placer comme les lanthanides et les gaz nobles.
Les autres sont créés artificiellement au laboratoire et ont parfois une durée de vie très courte (de l'ordre de la microseconde : 10-6 s). Les éléments sont classés par numéro atomique Z croissant et sont regroupés en métaux d'un côté et non-métaux de l'autre.
Le numéro de la ligne indique le nombre de couches électroniques autour du noyau de l'atome correspondant.
Le numéro de la colonne indique le nombre d'électrons sur la couche externe de l'atome correspondant.
Exemple
L'atome de carbone
(Z = 6) a 6
électrons répartis sur 2 couches
électroniques : (K)2(L)4.
L'élément carbone se situe donc à
l'intersection de la 2e ligne (car 2 couches
occupées) et de la 4e colonne (car 4
électrons externes).Connaissant le nombre d'électrons externes de l'atome, on peut connaître le nombre de liaisons covalentes que l'atome établit dans la formation d'une molécule.
Exemple
Les atomes des éléments situés sur la
colonne du carbone (famille du carbone) ont tous 4
électrons sur leur couche externe ; il leur
manque donc 4 électrons pour ressembler aux
gaz rares les plus proches et vérifier la règle
de l'octet. Ils forment donc 4 liaisons covalentes
dans une molécule. Les éléments de cette
famille sont tétravalents.
On peut aussi en déduire le type d'ions que l'atome va former.
Exemple
Le fluor F (Z = 9) appartient à la 2e
période car l'atome correspondant possède 9
électrons répartis sur 2 couches :
(K)2(L)7. Il appartient à
la colonne 17 ou avant-dernière
colonne : l'atome correspondant possède 7
électrons externes. Il lui manque 1
électron pour ressembler au néon Ne ( Z
= 10 ) et vérifier ainsi la règle de l'octet.
L'atome de fluor tend donc (comme tous les atomes dont
les éléments appartiennent à cette
colonne) à gagner 1 électron et former
l'ion négatif F -
appelé ion fluorure.
• La classification périodique des éléments comporte 7 lignes et 18 colonnes.
• Les lignes ou périodes représentent le nombre de couches électroniques autour du noyau de l'atome correspondant.
• Les colonnes représentent le nombres d'électrons sur la couche externe de l'atome.
• Les éléments placés dans une même colonne forment une famille chimique. Ils ont les mêmes propriétés chimiques.
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