Etude de documents : La naissance du tableau périodique

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 ?
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2. Combien d'éléments étaient connus en 1869 à l'époque des travaux de Mendeleïev ?
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3. Quels sont les deux critères qui ont permis à Mendeleïev de classer les éléments chimiques
dans un tableau ?
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4. Comment Mendeleïev a-t-il disposé les éléments chimiques dans son tableau :
- sur une même ligne horizontale ?
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- sur une même colonne ?
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5. Comment varie la masse atomique dans une colonne du tableau ?
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6. Citer deux éléments prévus par Mendeleïev qui ont été découverts ultérieurement.
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7. En vous aidant du tableau de Mendeleïev :
- Quels sont les éléments ayant des propriétés voisines de celles de l’oxygène ?
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- Quels sont les éléments ayant des propriétés voisines de celles du carbone ?
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