Etude de documents : La naissance du tableau périodique
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Etude de documents : La naissance du tableau périodique Document 1 : La masse atomique Dans l’Antiquité, on connaissait déjà quelques éléments chimiques comme le cuivre, l’or, le fer, l’argent ou le soufre. Avant 1700, douze éléments étaient connus. En 1850, ce nombre avait été multiplié par cinq. A cette époque, la structure de l’atome n’avait pas encore été établie. Pour caractériser les éléments chimiques, on utilisait la masse atomique. Pour les chimistes du XIXème siècle, la masse atomique d’un élément est donnée en prenant pour référence la masse atomique de l’hydrogène. Ainsi, la masse atomique « 16 » de l’oxygène signifie que l’oxygène est 16 fois plus lourd que l’hydrogène. Document 2 : les premiers essais de classification périodique Au cours des XVIIème et XVIIIème siècles, les chimistes découvrent de nombreux éléments. Le besoin d’une classification s’est alors manifesté. La difficulté était de trouver selon quel critère classer les éléments chimiques : par ordre alphabétique ? Par ordre de découverte ? En étudiant les propriétés chimiques des éléments, les chimistes découvrent que certains d’entre eux possèdent des propriétés chimiques voisines. Plusieurs tentatives de classement sont effectuées, mais aucune n’est satisfaisante. Parmi les nombreuses propositions, celle du chimiste russe Dimitri Mendeleïev (1834-1907) s’est imposée. En 1869, il réalisa un tableau dans lequel il rangea les 63 éléments alors connus par masse atomique croissante en regroupant, dans une même ligne, les corps simples ayant les propriétés chimiques voisines. Le document suivant montre la classification périodique telle que Mendeleïev l’avait écrite. Pour respecter la périodicité, Mendeleïev est parfois amené à inverser des éléments et à laisser des cases vides. Il prédit alors l’existence de corps simples non encore découverts à l’époque et qui devaient correspondre à ces cases. Il alla même jusqu’à leur donner une masse atomique et à décrire quelques unes de leurs propriétés physiques et chimiques. Ses prévisions s’avérèrent exactes puisque, quelques années plus tard, trois éléments (scandium, gallium, germanium) furent découverts. Ces éléments avaient des propriétés correspondantes à celles annoncées. Le succès de la classification de Mendeleïev était donc lié au fait qu’elle prenait en compte les faits expérimentaux de l’époque tout en permettant des prédictions importantes. Cependant la méconnaissance de la structure de l’atome fait que son tableau comporte quelques erreurs. Le tableau périodique que nous utilisons aujourd’hui ressemble beaucoup à celui de Mendeleïev. La classification actuelle est présentée par numéro atomique croissant et non plus par masse atomique croissante. Questions : 1. Comment caractérisait-on les éléments chimiques au XIXème siècle ? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 2. Combien d'éléments étaient connus en 1869 à l'époque des travaux de Mendeleïev ? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 3. Quels sont les deux critères qui ont permis à Mendeleïev de classer les éléments chimiques dans un tableau ? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 4. Comment Mendeleïev a-t-il disposé les éléments chimiques dans son tableau : - sur une même ligne horizontale ? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… - sur une même colonne ? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 5. Comment varie la masse atomique dans une colonne du tableau ? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 6. Citer deux éléments prévus par Mendeleïev qui ont été découverts ultérieurement. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 7. En vous aidant du tableau de Mendeleïev : - Quels sont les éléments ayant des propriétés voisines de celles de l’oxygène ? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… - Quels sont les éléments ayant des propriétés voisines de celles du carbone ? ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………
