TP de chimie n°6 : classification des éléments chimiques

TP de chimie n°6 : classification des éléments chimiques
chap C6
I/ Pourquoi une classification ?
« Partout les chimistes ont réussi à extraire des composés biens définis qui se comptent aujourd’hui par millions. Mais ce qui est
fantastique, c’est que tous ces composés sont constitués en dernier ressort d’un nombre fort restreint d’éléments ( une centaine ).
Leur découverte s’est étalée sur plusieurs siècles. Certains éléments comme l’or, l’argent, le soufre sont connus depuis
l’Antiquité. Mais en 1700, seuls douze éléments étaient connus. En 1850, ce nombre avait quintuplé. Rappelons qu’à cette époque,
la structure de l’atome n’avait pas encore été établie. En étudiant les éléments chimiques, les chimistes ont pu découvrir que
certains d’entre eux ont des propriétés voisines. C’est ainsi que naît la théorie des triades, une triade étant un groupe de trois
éléments aux propriétés voisines. L’étude des proportions dans lesquelles s’effectuent les réactions chimiques a de plus permis
d’établir les formules de quelques molécules de corps composés et de comparer les masses atomiques des éléments connus. Les
chimistes du XIXème siècle disposaient en fait des masses relatives des atomes, en prenant pour référence l’atome d’hydrogène.
Ainsi la masse atomique 16 de l’oxygène signifie que l’oxygène est 16 fois plus lourd que l’hydrogène.
Devant le nombre important d’éléments découverts, les chimistes tentèrent de les classer. Plusieurs classifications proposées ne
furent pas jugées satisfaisantes. C’est finalement Mendeleïev, chimiste russe, qui proposa 1863 une classification des éléments
très proche de notre classification actuelle. »
Questions :
1) Comment caractérisait-on les éléments chimiques au XIXème siècle ?
2) Le carbone a une masse atomique de 12. Qu’est-ce que cela signifie ?
3) Qu’est-ce qu’une triade ?
II/ A vous de jouer !
En utilisant les cartes à votre disposition, proposer un ou plusieurs critère(s) de classification. Réaliser votre propre classification.
III/ Le génie de Mendeleïev
Activité du livre p 91. Répondre aux questions.
Déroulement du TP :
I/ Etude du texte.
II/ Distribution des cartes, sauf les gaz inertes. Les élèves réalisent leurs classifications. Il faut parfois les guider vers la masse
atomique, et les pousser à retrouver les groupes (triades) d’éléments aux propriétés similaires. Les gaz rares sont distribués vers le
milieu de leur travail de classement.
Les cartes données aux élèves sont disponibles sur le fichier joint.
Montrer ensuite comment, avec leurs deux critères, on obtient une classification avec, en colonnes, les familles, et sur une même
ligne, des masses atomiques croissantes ( ou le contraire ). On découvre qu’il est parfois nécessaire d’inverser certains éléments (
Ar et K) pour respecter les familles.
Distribuer la classification périodique simplifiée ( voir fichier joint ). Les élèves la complètent et écrivent les structures
électroniques des atomes ( attention : il faut donner K et Ca ). On découvre ainsi qu’à chaque nouvelle ligne, on commence à
remplir une nouvelle couche électronique.
Pour le cours suivant : III/ Etude documentaire p 91 du livre de 2 nde Bordas, édition 2004