La classification périodique des éléments

Dimitri Mendeleïev ( 1834 – 1907)

Bilan de la prise de note

Les neufs éléments connus depuis l’antiquité sont :le carbone : Cle fer : Fel’or : Au ( du latin Aurum )le soufre : Sle cuivre : Cul’argent : AgL’ étain : Sn ( du gaulois stannum)le mercure : Hg ( du grec hydrargyros = argent liquide !)le plomb : Pb

• En 1869, Mendeleïev classe les 63 éléments connus .

• Il retient comme premier critère : la masse atomique croissante.

• On attribue la masse 12 à l’élément carbone parce qu’il est 12 fois plus lourd que l’hydrogène, élément le plus léger affecté de la masse unité.

Bilan de la prise de note

Les familles chimiques

• Il s’agit du deuxième critère de classement retenu par Mendeleïev.

• Une famille d’éléments regroupe des éléments aux propriétés chimiques voisines ( analogues)la famille du fluor (F):

les halogènesLa famille du sodium (Na) :

les métaux alcalins

L’élément chlore (Cl) L’élément lithium (Li)

L’élément brome (Br) L’élément potassium (K)

L’élément iode (I) L’élément rubidium (Rb)

L’élément Césium (Cs)

Les irrégularités dans le tableau

- de la place libre entre les éléments des 2 premières lignes

- 2 cases vides

- inversion du tellure Te et de l’iode I

- les métaux dits de transition

A propos de l’inversion du tellure et de l’iode

Li7

Na23

K39

Ca40

Rb85

Mg24

Be9,4

Sr87

Al27,3

Si28

P31

S32

Cl35,5

B11

C12

N14

O16

F19

In113

Sn118

Sb122

Te128

I127

Yt88

Zr90

Nb94

Mo96

Ru104

Rh104

Pd106

Ag108

Cd112

Cs133

Ba137

Di138

Ce140

Er178

La180

Fa182

W184

Os195

Ir197

Pt198

Au199

Hg200

Tl204

Pb207

Th231

Bi208

Ur240

Br80

As75

Se78

Ti48

V51

Cr52

Mn55

Fe56

Co59

Ni59

Cu63

Zn65

QUATRIEME « IRREGULARITE »

H1

Li7

Na23

K39

Ca40

Rb85

Mg24

Be9,4

Sr87

Al27,3

Si28

P31

S32

Cl35,5

B11

C12

N14

O16

F19

In113

Sn118

Sb122

Te128

I127

Yt88

Zr90

Nb94

Mo96

Ru104

Rh104

Pd106

Ag108

Cd112

Cs133

Ba137

Di138

Ce140

Er178

La180

Fa182

W184

Os195

Ir197

Pt198

Au199

Hg200

Tl204

Pb207

Th231

Bi208

Ur240

Br80

As75

Se78

Ti48

V51

Cr52

Mn55

Fe56

Co59

Ni59

Cu63

Zn65

QUATRIEME « IRREGULARITE »

H1

Li7

Na23

K39

Ca40

Rb85

Mg24

Be9,4

Sr87

Al27,3

Si28

P31

S32

Cl35,5

B11

C12

N14

O16

F19

In113

Sn118

Sb122

Te128

I127

Yt88

Zr90

Nb94

Mo96

Ru104

Rh104

Pd106

Ag108

Cd112

Cs133

Ba137

Di138

Ce140

Er178

La180

Fa182

W184

Os195

Ir197

Pt198

Au199

Hg200

Tl204

Pb207

Th231

Bi208

Ur240

Br80

As75

Se78

Ti48

V51

Cr52

Mn55

Fe56

Co59

Ni59

Cu63

Zn65

H1

Pourquoi cette inversion ?

• C’est pour faire correspondre les colonnes de son tableau aux familles d’éléments que Mendeleïev inverse les deux éléments Te et I

• Il remet en cause ainsi le classement fondé

sur la masse atomique croissante.

La classification actuelle

• Dans la classification actuelle les éléments sont classés par numéro atomique croissant Z.

• On retrouve dans une colonne les familles d’éléments

• En 1869, les gaz nobles n’avaient pas encore été découverts : ils ne pouvaient donc pas figurer dans le tableau

Le copernicium : synthétisé le 26 février 2010

• Cet élément de symbole Cn a pour numéro atomique Z = 112.

• Il trouve donc naturellement sa place à côté du roentgénium de numéro atomique Z = 111.

Bilan de l’activité expérimentale n°1 L’ajout d’une solution de nitrate d’argent à une solution contenant :

(1) des ions chlorure : Cl -

(2) des ions bromure : Br -

(3) des ions iodures : I –

L’ion potassium n’appartient pas à la famille des halogènes : sa présence dans le mélange n’est pas pris en compte (il est commun aux 3 solutions).

•Dans chacun des tubes l’action des ions Ag+ provoque la formation d’un précipité (de couleur différente selon l’ion halogénure mis en jeu).

•Les ions Cl - , Br - et I – réagissent de façon similaire (analogue) : ils appartiennent bien à une même famille d’éléments chimiques.

Bilan de l’activité expérimentale n°2 L’ajout de nitrate de plomb à une solution contenant :

(1) des ions chlorure : Cl -

(2) des ions bromure : Br -

(3) des ions iodures : I –

•Dans chacun des tubes l’action des ions Pb2+ provoque la formation d’un précipité lourd de couleur différente selon l’ion halogénure.

•Les ions Cl - , Br - et I – réagissent de façon similaire (analogue) : ils appartiennent bien à une même famille d’éléments chimiques.

•On les retrouve dans une même colonne du tableau ( l’avant dernière)

Bilan sur la classification actuelle

• Les éléments sont classées par numéro atomique Z croissant.

• On place dans une même colonne les éléments dont les atomes présentent le même nombre d’ électrons sur la couche externe.

La classification actuelle se base sur la structure du nuage électronique

Superposition des approches historique et actuelle

• Pour Mendeleïev, les éléments d’une même colonne présentent des propriétés chimiques voisines.

• Actuellement, les éléments d’une même colonne présentent le même nombre d’électrons sur leur couche externe.

• Les propriétés chimiques des éléments sont donc liées à la structure de la couche électronique externe.