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La Classification Périodique des éléments. I - Notion d'élément chimique. Atome : noyau (protons + neutrons) entouré d'électrons Numéro atomique Z : protons.

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1 La Classification Périodique des éléments

2 I - Notion d'élément chimique. Atome : noyau (protons + neutrons) entouré d'électrons Numéro atomique Z : protons (id. électrons) Nombre de masse A : protons + neutrons Élément chimique caractérisé par Z Même Z mais A différents : isotopes

3 II – Structure de la Classification périodique.

4 II – Structure de la Classification périodique. 1) Historique. Antiquité : 10 éléments chimiques connus C, Cu, étain Sn, Fe, Hg, Au, Pb, S, antimoine Sb Moyen Age : ajout de 10 éléments chimiques dont larsenic (As), le phosphore (P) et le zinc (Zn) Siècle des Lumières : le nombre d'éléments connus double ; découverte de nombreuses analogies physico-chimiques entre les éléments : Tableau périodique de MendeleïevMendeleïev

5 II – Structure de la Classification périodique. 2) Structure actuelle. Périodes et familles. Dans sa forme actuelle (recommandée par lIUCPA), Elle comporte 7 lignes appelées périodes et 18 colonnes correspondant à des familles. Les éléments chimiques sont classés de gauche à droite et de haut en bas par ordre croissant de leur numéro atomique Z. Elle est conçue de façon telle que deux éléments de la même famille ont des propriétés physico-chimiques semblables. Structure en blocs. Bloc pBloc dBloc s (1)(2)(3)(4)(5) (1)Alcalins (2)Alcalino-terreux (3)Métaux de transition (4)Halogènes (5)Gaz nobles Elle est structurée en blocs : s, p, d et f.

6 III – Caractère métallique.

7 Le caractère métallique est défini par : solide cristallin ; bonne conduction électrique et thermique ; propriété optique (éclat) ; bonne malléabilité et ductilité ; Malléable : se façonne facilement en lames ou feuilles. Ductile : se laisse étirer en fils oxydes : non volatils et de température de fusion élevée. Évolution du caractère métallique des éléments au sein de la Classification. On retiendra lévolution suivante : Non-Métaux Métaux Caractère métallique croissant Les éléments autour de la ligne en tirets ont un comportement intermédiaire (métalloïdes : ce sont des éléments comme le silicium et le germanium qui sont des semi-conducteurs)

8 IV – Évolution de quelques propriétés atomiques.

9 IV – Évolution de quelques propriétés atomiques. 1) Énergie de première ionisation (EI 1 ). Définition. Cest lénergie minimale quil faut fournir à latome gazeux dans son état fondamental pour lui arracher un électron. Elle correspond à lénergie mise en jeu lors du processus : M(g) M + (g) + e - Cest une grandeur positive de lordre de 10 eV. Elle est dautant plus grande que lélectron arraché est plus fortement lié au noyau. Évolution de lénergie de première ionisation au sein de la Classification. On retiendra lévolution suivante : Énergie dionisation croissante Les alcalins sont les éléments qui ont lénergie dionisation la plus faible. Les gaz nobles sont difficilement ionisables.

10 IV – Évolution de quelques propriétés atomiques. 2) Affinité électronique (AE). Définitions. L énergie de premier attachement électronique dun atome M est lénergie E att mise en jeu pour apporter à cet atome gazeux un électron supplémentaire selon le processus : M(g) + e - M - (g)E att Cest une grandeur en général négative. Laffinité électronique A.E. correspond à lénergie mise en jeu dans le processus inverse, cest donc lénergie nécessaire pour arracher un électron à lanion M - gazeux : M - (g) M(g) + e - A.E. = - E att Cest une grandeur en général positive. Évolution dans la Classification périodique. On retiendra quelle est plus difficile à interpréter que celle de lénergie de première ionisation.

11 Énergie dattachement électronique.

12 IV – Évolution de quelques propriétés atomiques. 3) Electronégativité. Définitions. Cest une grandeur relative qui traduit laptitude dun atome B à attirer vers lui le doublet électronique qui lassocie à un autre atome A. Cest une grandeur positive, sans dimension et définie conventionnellement à partir de plusieurs échelles. Évolution dans la Classification périodique. Échelle de Mulliken (Chimiste américain, Nobel 1966) On retiendra lévolution suivante : Électronégativité croissante Lélément le plus électronégatif est le fluor (4,10 dans cette échelle) et le plus électropositif est le Césium (un alcalin). Ces variations sont identiques dans les différents échelles. le facteur k sert à adimensionner cette grandeur. k = 1 eV -1 si EI i et AE sont exprimées en eV selon Mulliken. De nos jours, k = 0,317 eV -1

13 Electronégativité des éléments.

14 Dimitri Mendeleïev Chimiste russe 1834 – 1907 Il propose sa classification périodique sous forme dun tableau. Il classa les éléments chimiques selon leur nombre de masse ; Il groupa les éléments chimiques en fonction de leurs analogies physico- chimiques. Il laissa ainsi des cases vides, figurant des éléments encore inconnus dont les propriétés physico-chimiques pouvaient être prédites grâce à sa table. En 1875, il découvrit le gallium dont les propriétés étaient bien celles prédites. Il en fut de même pour la découverte du germanium en Retour

15 II – Structure en blocs et principales familles. Bloc sBloc pBloc dBloc f Alcalins Alcalino terreuxHalogènes Gaz nobles Métaux de transition Retour

16 Caractère métallique. Retour

17 Énergie de première ionisation. Retour


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