La classification périodique - Maxicours

La classification périodique

Objectif

Savoir utiliser le tableau périodique.

Points clés
  • La classification (ou tableau) périodique des éléments chimiques est un tableau qui regroupe tous les éléments chimiques qui existent dans l'Univers et qui sont classés selon leurs propriétés.
  • C’est un chimiste russe, Dimitri Mendeleïev, qui a l’idée de ranger les éléments chimiques dans un tableau selon un ordre bien précis, au début du 20e siècle.
  • Aujourd’hui, l’Homme a recensé 118 éléments différents, dont 94 qui existent à l'état naturel sur Terre.
  • Les éléments sont classés en fonction de leur nombre de protons, qui est également le numéro atomique (noté Z).
  • La classification périodique des éléments comporte 7 lignes et 18 colonnes.
  • Chaque atome est associé à un symbole chimique.
La classification (ou tableau) périodique des éléments chimiques est un tableau qui regroupe tous les éléments chimiques qui existent dans l'Univers et qui sont classés selon leurs propriétés. 
1. L'histoire de la classification périodique

Dimitri Mendeleïev propose en 1869 la classification périodique des éléments, qui lui permet de regrouper et de classer tous les atomes connus à cette époque.

La mise en forme de cette classification a joué un grand rôle dans l'évolution des connaissances et l'avancée de la chimie.

Dimitri Mendeleïev a l'idée de classer les éléments connus à l'époque par masse atomique croissante.

C'est en effet le seul paramètre accessible à son époque puisque les électrons ne sont mis en évidence que bien plus tard, par J.J. Thomson en 1897.

Son génie réside dans le fait qu'il prévoit une place pour les éléments manquants et qu'il arrive à estimer leur masse.

De plus il remarque que certains éléments ont les mêmes propriétés chimiques, et anticipe ainsi la notion de famille.

Certains éléments, comme les lanthanides et les gaz nobles, lui posent quelques problèmes, car il ne sait pas où les placer.

Les éléments qui manquaient à son époque ont depuis été découverts et ils ont pris leurs places dans le tableau !

2. La classification périodique actuelle
a. Les éléments du tableau

La classification actuelle regroupe 118 éléments, dont 94 qui existent à l'état naturel sur Terre.

Les autres éléments sont créés artificiellement en laboratoire et ont parfois une durée de vie très courte (de l'ordre de la microseconde :
106 s).

Chaque élément possède un nom et un symbole, répertoriés dans la classification périodique des éléments (ou tableau de Mendeleïev).

Exemple
Le symbole du carbone est C, celui du chlore est Cl.
b. Le classement des éléments dans le tableau

Les éléments sont classés par numéro atomique (Z) croissant et sont regroupés en métaux d'un côté et non-métaux de l'autre.

Les premiers éléments chimiques du tableau périodique sont :

  • Le premier élément est l’hydrogène : il a un proton, donc un électron, et son numéro atomique Z est égal à 1.
  • Le second élément est l’hélium : il a 2 protons, donc 2 électrons, et son numéro atomique Z est égal à 2.
  • Le troisième élément est le lithium : il a 3 protons, donc 3 électrons, et son numéro atomique Z est égal à 3.
  • Le quatrième élément est le béryllium : il a 4 protons, donc 4 électrons, et son numéro atomique Z est égal à 4.
  • etc.
Remarque
Le nombre de protons (charge positive) est toujours égal à celui des électrons (charge négative) car un atome est toujours électriquement neutre (il a autant de charges positives que de charges négatives).
3. Organisation de la classification
a. L'organisation

Le tableau périodique est divisé en :

  • 7 lignes, appelées des périodes ;
  • et 18 colonnes qui forment les familles

Le tableau périodique
b. Utiliser la classification périodique

En fonction de la place de l'élément dans le tableau périodique, la classification périodique permet de retrouver le symbole d’un élément à partir de son nom et de son numéro atomique, et réciproquement.

À l’aide de la classification périodique, on peut donc :

  • retrouver le symbole à partir du nom et du numéro atomique.
    Exemple
    On désire trouver le symbole et le numéro atomique du cobalt.
    D’après la classification périodique, le cobalt :
    • se trouve à la 4e ligne et 9e colonne ;
    • a pour symbole Co ;
    • a un numéro atomique Z = 27 soit 27 protons dans son noyau et 27 électrons.
  • retrouver le nom de l’élément à l’aide du numéro atomique.
    Exemple
    On cherche le symbole dont le numéro atomique est Z = 14.
    D’après la classification périodique, Z = 14 se situe à la 3e ligne et 14e colonne : c’est le silicium, dont le symbole est Si.

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