CLASSIFICATION PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS.

CLASSIFICATION PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS.
1. La classification périodique des éléments actuelle.
La classification actuelle des éléments est un outil essentiel pour étudier les propriétés des éléments
chimiques. Observez les indications données pour chaque élément.
1.1. Combien de lignes et de colonnes comporte la classification périodique actuelle ?
1.2. Les éléments chimiques sont-ils classés selon leur "masse atomique" croissante ou selon leur numéro
atomique Z croissant ? Justifiez (au moins un exemple).
2. Avant Mendeleïev …
2.1. Répondez aux questions suivantes en utilisant le texte ci-contre et la classification périodique des
éléments :
En précisant le nombre d’éléments simples connus en 1700 puis en 1850, expliquez la nécessité d’un
classement des éléments.
Quand la distinction entre atome et molécule s’est-elle faite ? Citez les physiciens qui ont permis de faire
cette distinction. Rappelez la différence entre un atome et une molécule.
Donnez le nom du physicien qui imposa la notation des éléments à base de lettres.
Recherchez et notez les symboles des éléments : carbone, cuivre, chlore. En utilisant ces trois exemples,
expliquer la notation à base de lettres.
Vérifiez que l’explication donnée permet d’écrire le symbole du calcium puis celui du chrome.
Le symbole du sodium est Na. Comment pourrait-on expliquer cette notation ?
2.2. Réalisez une frise chronologique reprenant les événements cités dans le texte qui ont conduit à
l’élaboration de la classification périodique de Mendeleïev. Notez les scientifiques associés aux différents
événements
Depuis l’antiquité, on connaît quelques corps simples comme le cuivre, l’or, le fer, l’argent ou le soufre.
En 1700, seuls 12 corps simples (formés d’un seul élément) sont isolés : antimoine, argent, arsenic,
carbone, cuivre, étain, fer, mercure, or, phosphore, plomb et soufre.
Les techniques d’analyse évoluant, notamment grâce à l’apparition de la pile de Volta en 1800 qui
permettait de faire des électrolyses, le nombre des éléments connus en 1850 est multiplié par 5.
En étudiant les propriétés des éléments, les chimistes découvrent que certains d’entre eux possèdent des
propriétés chimiques voisines. C’est ainsi que naît la théorie des triades. Une triade est un groupe de
3 éléments ayant des propriétés chimiques voisines.
En 1808 l’anglais Davy étudie la triade calcium, strontium et baryum.
En 1818 le même Davy révèle les propriétés communes à la triade lithium, sodium et potassium.
En 1817 le chimiste allemand Döbereiner suggère l’existence de la triade chlore, brome, iode.
Vers 1850, une vingtaine de triades sont identifiées et plusieurs tentatives de classification des éléments
suivent mais sans succès.
Au début du XIXème siècle, un savant de Manchester, John Dalton, introduit l’idée qu’à chaque élément
correspond un atome à qui il assigne un "poids atomique". Dalton choisit arbitrairement comme unité de
référence le "poids atomique" de l’hydrogène égal à 1.
La distinction entre élément, atome et molécule est encore peu claire. Suite aux travaux de Gay-Lussac
(1809) et Avogadro (1811), la distinction se fait entre atomes et molécules.
Dès 1814, Berzélius propose une notation à base de lettres pour représenter les éléments et détermine
avec précision la masse d’un grand nombre d’éléments.
Il faut attendre 1860, lors du premier congrès international de chimie à Karlsruhe pour que soient
présentées et acceptées la notion d’atome et de molécule ainsi que la définition d’un système de masse
atomique pour chaque élément.
Le jeune chimiste russe, Dimitri Mendeleïev, assiste à ce congrès …
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3. La classification de Mendeleïev.
En 1869, Dimitri Mendeleïev présente un tableau qui permet de classer les éléments chimiques Ce
tableau a servi de base à la classification actuelle.
Il était apparu depuis longtemps, qu’il existait des familles naturelles d’éléments dont les divers membres
manifestaient un comportement chimique très voisin comme le groupe des halogènes. La prise en
considération des masses atomiques des éléments allaient permettre à Dimitri Mendeleïev (1830-1907)
de proposer sa célèbre classification périodique des éléments… Classant les éléments connus suivant
leurs masses atomiques croissantes, il les positionne de telle façon que les éléments dont le comportement
chimique est apparenté, se trouvent sur une même ligne de sa classification... Mais le succès le plus
étonnant fut la découverte d’éléments dont il avait prévu l’existence et auxquels une place de son tableau
avait été réservée, bien qu’ils fuissent encore inconnus. L’isolement du gallium, du scandium, du
germanium dont les propriétés avaient été théoriquement pressenties et annoncées vint confirmer avec
éclat la justesse de l’intuition du chimiste Russe.
Lorsqu’en 1894 l’anglais Ramsay découvrira dans l’atmosphère certains gaz rares qui ne possèdent
pratiquement aucune réactivité, on ajoutera une colonne verticale supplémentaire au tableau de la
classification des éléments, ce qui, finalement, ne fera qu’ajouter encore de la cohérence à la
classification de Mendeleïev.
Histoire générale des sciences, René Taton, éditions PUF
I
II
III
IV
V
Ti = 50
V = 51
Cr = 52
Mn = 55
Fe = 56
Ni = Co = 59
Cu = 63,4
Zr = 90
Nb = 94
Mo = 96
Rh = 104,4
Ro = 104,4
Pd = 106,6
Ag = 108
Mg = 24
Al = 27,4
Si = 28
P = 31
S = 32
Cl = 35,5
K = 39
Zn = 65,2
? = 68
? = 70
As = 75
Se = 79,4
Br = 80
Rb = 85,4
Cd = 112
Ur = 116
Sb = 118
Sn = 122
Te = 128 ?
I = 127
Cs = 133
Ca = 40
? = 45
? Er = 56
? Yt = 60
? In = 75,6
Sr = 87,6
Ce = 92
La = 94
Di = 95
Th = 118 ?
Ba = 137
H=1
Li = 7
Be = 9,4
B = 11
C = 12
N = 14
O = 16
F = 19
Na = 23
Première classification périodique de Mendeleïev
Recherchez les éléments (nom et symbole) du groupe des halogènes et des métaux alcalins que note
Mendeleïev dans sa classification (soulignez les symboles sur la classification ci-dessus)
Observez comment les halogènes sont placés dans la classification de Mendeleïev et dans la classification
actuelle. Précisez la différence.
Donnez les deux critères qu’utilise Mendeleïev pour établir sa classification.
Précisez la famille d’éléments que Mendeleïev ne connaissait pas en 1869. Expliquez pourquoi ces
éléments n’ont pas pu être mis en évidence à l’époque.
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