Physique Chimie 12 La classification périodique des éléments

Physique Chimie 12
La classification périodique des éléments chimiques
I. La classification périodique des éléments chimiques :
La classification actuelle dérive de celle proposée par D. Mendeleiëv au milieu XIXe siècle. Il a proposé une
classification des éléments par ordre de masse croissant des atomes en les regroupant en famille avec des
propriétés chimiques voisines. Dans son modèle, il a laissé des cases vides prédisant ainsi l’existence
d’éléments chimiques inconnus à son époque.
De nos jours la classification périodique des éléments chimiques se présente sous forme d’un tableau
constitué de 18 colonnes et de 7 lignes (appelées périodes).
Elle regroupe les 112 éléments chimiques naturels et artificiels connus. Ils sont rangés par numéro atomique
Z croissant.
Chaque ligne correspond au remplissage progressif d’une couche électronique. Ainsi la première ligne
correspond à la couche K, la deuxième à la couche L et la troisième à la couche M. (doc 9 p 188).
Dans une même ligne, les atomes des éléments chimiques ont les mêmes couches électroniques occupées.
Exemples :
B : (K)2(L)3
N : (K)2(L)5
F : (K)2(L)7
Dans une même colonne, les atomes des éléments chimiques ont le même nombre d’électrons externes sauf
ceux de la 18ème colonne qui présentent une couche électronique externe saturée.
Exemples :
H : (K)1
He : (K)2
Li : (K)2(L)1
Ne : (K)2(L)8
Na : (K)2(L)8(M)1
Ar : (K)2(L)8(M)8
II. Utilisation de la classification périodique :
1. Application à la formation des ions monoatomiques :
Puisque les atomes des éléments chimiques d’une même colonne ont le même nombre d’électrons externes
(sauf ceux de la 18ème colonne qui présentent une couche électronique externe saturée), ils forment des ions
monoatomiques qui portent la même charge électrique. (doc 11 p 189).
Exemple :
L’atome de fluor F peut former l’ion fluorure F - .
L’atome de chlore Cl peut former l’ion chlorure Cl -.
L’atome de béryllium peut former l’ion Be 2+.
L’atome de magnésium peut former l’ion Mg 2+.
Remarque :
Les atomes des éléments situés à gauche de la classification ont tendance à former des cations.
Ceux qui sont situés à droite ont tendance à former des anions (sauf ceux de la 18ème colonne).
Ceux qui sont au centre donnent difficilement des ions, mais se retrouvent facilement combinés à
d’autres atomes pour former des molécules.
2. Nombre de liaisons formées par un atome dans une molécule :
Document 13 p 189.
Un atome peut former autant de liaisons qu’il lui manque d’électrons pour obtenir une couche électronique
externe saturée.
Exemple :
Il manque à l’atome de carbone 4 électrons pour obtenir une couche électronique externe saturée (C :
(K) (L)4). Il peut donc former 4 liaisons.
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III. Quelques familles chimiques :
Les réactions chimiques mettent en jeu les électrons externes. Ainsi les atomes des éléments d’une même
colonne ont des propriétés chimiques voisines.
Ils forment une famille chimique.
1. La famille des halogènes :
C’est la famille formée par les éléments chimiques de la 17ème colonne de la classification périodique.
(Avant-dernière).
Les atomes correspondants possèdent 7 électrons périphériques (il en manque 1 pour avoir une couche
électronique externe saturée et respecter la règle de l’octet).
Ces éléments peuvent former des molécules diatomiques.
Exemples :
Cl2 ; Br2 ; I2 ; HCl ; HBr ; HI
Ils peuvent également former des anions monoatomiques.
Exemples :
Cl - ; Br - ; I -
2. La famille des métaux alcalins :
C’est la famille formée par les éléments chimiques de la 1ère colonne de la classification périodique à
l’exception de l’hydrogène.
Les principaux sont lithium, sodium, potassium. Les atomes correspondants possèdent un électron
externe.
Ce sont des métaux très réactifs avec l’eau qui sont conservés dans des huiles de paraffine.
Ces éléments peuvent aussi former des cations monoatomiques.
Exemples :
Li+ ; Na+ ; K+.
3. La famille des gaz nobles (ou famille des gaz rares) :
C’est la famille formée par les éléments chimiques de la 18ème colonne (la dernière) de la classification
périodique.
Les atomes des éléments de cette famille correspondants ont une couche électronique externe saturée.
Ils existent à l’état naturel sous forme de molécules gazeuses monoatomiques.
On les trouve en très faibles proportions dans l’atmosphère terrestre.
Ils présentent une grande inertie chimique (ils sont peu réactifs).
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