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Seconde Thème : la santé Page 1 sur 5 Histoire de la classification périodique C’est à Mendeleiev (1834-1907) chimiste russe que l’on doit la première version moderne d’une classification cohérente des éléments connus à son époque. En 1869, Mendeleïev présente une première version de son tableau périodique. Il se rend compte qu'en classant les éléments selon leur masse atomique croissante, on voyait apparaître une périodicité en ce qui concerne certaines propriétés des éléments. Le premier tableau contenait 63 éléments. Ce tableau fut conçu de manière à faire apparaître la périodicité des propriétés des éléments. Ainsi les éléments y sont classés verticalement. Les rangées horizontales se succèdent représentant les éléments ayant des propriétés semblables. Par exemple, l’antimoine était déjà bien placé dans la même famille que le phosphore. Pour appliquer la loi des périodes à laquelle il croit, il laisse certaines cases vides. Il est convaincu qu'un jour ces cases vides correspondant aux masses atomiques 45, 68, 70, 180, ne le seraient plus, et les découvertes de ces éléments confirmeront la justesse des ses vues. Il réussit même à prévoir les propriétés chimiques de trois éléments manquant en se basant sur les propriétés des quatre éléments voisins. Entre 1875 et 1886, ces trois éléments que sont le gallium, le scandium et le germanium, furent découverts et ils possédaient bien les propriétés prédites. La version moderne de la classification est due à Seaborg est date de 1945. Actuellement 112 éléments ont été découverts et reconnus officiellement. Il y a 90 éléments naturels, les autres sont artificiels et sont fabriqués dans les accélérateurs de particules ou les centrales nucléaires. L’élément naturel le plus lourd est l’uranium (Z = 92). Dans la version moderne, les éléments de propriétés identiques sont en colonne. Les théories actuelles prévoient l’existence de 118 éléments. UdPPC – AIC-2011 - dossier n°2 Activité proposée par Jean-Baptiste Piveteau 17/01/2011 Seconde Thème : la santé Page 2 sur 5 On peut noter qu’au-delà du plomb (Z=82) tous les éléments sont radioactifs (ils se désintègrent sur une durée plus ou moins longue en d’autres éléments). Cependant le bismuth (Z = 83) a une radioactivité très faible qui le rend stable. Les théories actuelles prévoient l’existence de 118 éléments et les chercheurs tentent de compléter la classification jusqu’à l’élément de numéro 118. I. Principe de construction moderne du tableau périodique Ci-dessous un tableau périodique simplifié qui ne comporte que les 20 premiers éléments. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 H Hydrogène 1 Z=1 18 He Hélium Z=2 2 Li Lithium Z=3 Be Béryllium Z=4 B Bore Z =5 C Carbone Z =6 N Azote Z =7 O Oxygène Z =8 F Fluor Z=9 Ne Néon Z =10 3 Na Sodium Z = 11 Mg Magnésium Z = 12 Al Aluminium Z=13 Si Silicium Z = 14 P Phosphore Z=15 S Soufre Z=16 Cl Chlore Z = 17 Ar Argon Z =18 4 K Potassium Z=19 Ca Calcium Z = 20 UdPPC – AIC-2011 - dossier n°2 Activité proposée par Jean-Baptiste Piveteau 17/01/2011 Seconde 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Thème : la santé Page 3 sur 5 Dans une période, comment évolue le numéro atomique des éléments ? Compléter dans chaque case du tableau les structures électroniques des éléments. Que remarquez-vous sur la couche externe des éléments qui appartiennent à une même colonne ? Le nombre des électrons de la couche externe détermine une partie des propriétés des éléments. Que peut- on en déduire des éléments qui sont classés dans une même colonne ? Ils constituent une famille chimique. Dans quelle colonne est la famille des gaz rares ? Rappeler ce que ces éléments ont de particulier d’un point de vue chimique. La famille des alcalins correspond aux éléments de la première colonne excepté l’hydrogène, pourquoi les éléments de cette famille ont-ils tendance à former des ions Li+, Na+, K+ ? Les éléments de la famille des halogènes ont tendance à former des ions chargés une fois négativement. Dans quelle colonne sont-ils ? Faire une synthèse avec les mots clés suivants : numéro atomique, couche saturée, famille, croissant, ions, gaz inertes, alcalin, halogènes, première colonne, dix-septième colonne, structure électronique. II. Une classification incomplète L’éditeur d’une classification a oublié de reporter dix éléments dans le tableau. Vous devez, à partir de chacun des indices et du texte historique, compléter le tableau avec les noms et les symboles des éléments manquant. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Son adjectif qualifie parfois l’air marin. C’est un halogène. Il est utile dans le traitement de certains cancers de la thyroïde et constitue le principe actif de la Bétadine. Il a un numéro atomique qui vérifie une formule bizarre : son numéro atomique augmenté de un et le tout élevé au carré est égal à un 1Mo c'est-à-dire 1024 octets. Il faut dire que cet élément est souvent utilisé dans les diodes constituant nos circuits électroniques. Il faisait parti des 3 éléments chimiques prédits par Mendeleïev mais non connus à son époque. Il sert aussi de traceur en cancérologie. Le radon est un gaz radioactif inerte chimiquement. Il se retrouve dans les locaux qui sont construits sur un sol granitique ce qui est vrai particulièrement en Bretagne. Le baryum forme facilement des ions deux fois positifs. Son nom a été donné en l’honneur de l’inventeur de la classification moderne, il est radioactif. Déjà connu à l’époque de Mendeleïev, il l’avait bien placé avec le vanadium et le niobium. Son nom est celui d’un supplice. Il est dans la même colonne que l’élément ayant pour configuration électronique K 2L8M5. Son nom ne plait pas vraiment à l’église. Il donne facilement un ion positif. Son nom rappelle celui de notre pays. Son nom lui a été donné par Marie Curie en hommage à son pays d’origine. Il est radioactif. Lorsque l’élément 116 sera découvert, il complétera sa colonne. Son symbole découle de son nom latin aurum, c’est un métal jaune qui, comme l’argent, s’oxyde très peu. Ce ne sont pas ses applications principales mais il peut servir en dentisterie ou pour le traitement contre les rhumatismes. UdPPC – AIC-2011 - dossier n°2 Activité proposée par Jean-Baptiste Piveteau 17/01/2011 Seconde Thème : la santé Page 4 sur 5 L’éditeur a laissé les étiquettes des symboles : I, Ga, Au, Rn, Ba, Ta, Sb, Sg, Fr, Po. Case du tableau 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Numéro atomique Nom Symbole Classification incomplète UdPPC – AIC-2011 - dossier n°2 Activité proposée par Jean-Baptiste Piveteau 17/01/2011 Seconde Thème : la santé Page 5 sur 5 6 7 2 1 UdPPC – AIC-2011 - dossier n°2 3 5 9 8 10 4 Activité proposée par Jean-Baptiste Piveteau 17/01/2011
