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LE TABLEAU PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS L’alphabet des chimistes.

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1 LE TABLEAU PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS L’alphabet des chimistes

2 Premier scientifique à proposer un tableau de classification des éléments chimiques Sa classification était basée sur les propriétés physicochimiques des éléments Il a mis en évidence la périodicité de ces propriétés (leur récurrence à intervalles réguliers) Alors que Mendeleïev classait les éléments selon l’ordre croissant de leur masse atomique, le tableau périodique actuel classe plutôt les éléments selon l’ordre croissant de leur numéro atomique Le savant russe Dimitri Ivanovitch Mendelev ( ) Le savant russe Dimitri Ivanovitch Mendeleïev ( )

3 Une vue d’ensemble du tableau

4 Ce qu’est le TPE Un répertoire de tous les éléments chimiques connus à ce jour... ◦ dans lequel les éléments chimiques sont classés selon la périodicité de leurs propriétés physicochimiques ◦ qui comporte 3 régions …  celle des métaux  celle des métalloïdes  celle des non-métaux

5 Les 3 régions du TPE Métaux en gris Non-métaux en saumon Métalloïdes en turquoise

6 Les éléments chimiques voir K 29 contenu des cases TPE interactifs ◦ ques/rayon-covalent ques/rayon-covalent ◦ ◦ bperiodique.html bperiodique.html ◦ empo/aluminium/science/mendeleiev/ empo/aluminium/science/mendeleiev/

7 Les métaux Brillants Malléables Bons conducteurs électriques Bons conducteurs thermiques Plusieurs réagissent avec les acides Sont tous solides à la température ambiante (25 o C), sauf le mercure

8 Les non-métaux Ternes Cassants Mauvais conducteurs électriques Mauvais conducteurs thermiques Gazeux ou solides à la température ambiante (seul le Brome est liquide) Le Brome

9 Les métalloïdes Situés de part et d’autre de « l’escalier » servant de frontière Possèdent des propriétés tantôt des métaux, tantôt des métalloïdes

10 Les familles du TPE Les éléments d’une même famille sont regroupés dans une même colonne du TPE Les colonnes sont identifiées par un numéro (1 à 18) et par un chiffre romain associé à la lettre A ou B … ◦ le chiffre romain indique le nombre d’électrons de valence de l’élément (sauf pour l’hélium) ◦ le nombre d’électrons de valence d’un élément dicte son comportement chimique ◦ les éléments qui nous intéressent se situent dans les colonnes IA à VIIIA Les éléments d’une même famille possèdent ◦ le même nombre d’électrons de valence ◦ des propriétés physiques et chimiques similaires

11 Les alcalins (famille 1 ou I A) Métaux mous, très réactifs Température de fusion basse Un seul é - de valence Réagissent violemment avec l’eau pour former des composés basiques L’hydrogène, un non-métal n’appartenant à aucune famille, est placé dans la colonne 1 à cause de son unique é- de valence. Il ne partage aucune propriété avec les alcalins ◦ 2min22 réaction avec l’eau (en anglais)

12 Configuration électronique du potassium

13 Les alcalino-terreux (2 ou II A) Métaux possédant 2 é- de valence Plus dur que les alcalins Beaucoup moins réactifs que les alcalins Température de fusion plus élevée que les alcalins

14 Le magnésium

15 Les halogènes (17 ou VII A) Placés dans l’avant-dernière colonne du TPE Extrêmement réactifs, ils font toujours partie de composés en nature, généralement sous forme de sels Corrosifs et bactéricides, on s’en sert comme désinfectants Ils possèdent tous 7é - de valence On les trouve sous différents états à la température ambiante… ◦ gazeux; F et Cl ◦ liquides; Br ◦ solides; I et At

16 L’iode

17 Les gaz inertes (18 ou VIII A) Dernière colonne du TPE Dernière couche électronique saturée (8e - de valence, ou 2e - pour l’hélium) Appelés aussi « gaz nobles » ou « gaz rares » Tous gazeux à la température ambiante Utilisés dans les enseignes lumineuses, les ballons-sondes, l’isolation de fenêtre… Chimiquement très stables, il est extrêmement difficile de les faire réagir avec d’autres éléments

18 L’argon

19 Les périodes du TPE Ce sont les 7 rangées du TPE Tous les éléments d’une même période ont le même nombre de couches électroniques À chaque nouvelle période, on remarque une périodicité des propriétés des éléments puisqu’on rencontre toujours des métaux, des métalloïdes et ensuite des non-métaux dans cet ordre

20 STE La périodicité des propriétés La périodicité correspond à la répétition ordonnée des propriétés physiques et chimiques des éléments d’une période à l’autre Exemples de propriétés périodiques… ◦ Le rayon atomique ◦ Le point de fusion et le point d’ébullition ◦ La conductibilité électrique ◦ La masse volumique ◦ L’électronégativité (indice de l’attraction exercée par un atome sur un électron lors de la formation d’une liaison chimique) ◦ Énergie de première ionisation (énergie nécessaire pour arracher l’électron le plus éloigné du noyau d’un atome)

21 Le rayon atomique; une propriété périodique (STE) Le rayon atomique; une propriété périodique (STE) (voir p 23 OBSERVATOIRE)

22 Le rayon atomique (STE)

23 Rayon atomique (STE)

24 Évolution du RA dans le TPE Dans une même période, le RA diminue en allant vers la droite ◦ puisque la charge nucléaire augmente avec le numéro atomique, la force électromagnétique entre le noyau et les électrons grandit et les électrons se rapprochent du noyau, diminuant ainsi le rayon de l’atome Dans une même famille, le RA augmente en allant vers la bas ◦ L’ajout d’une nouvelle couche électronique au passage d’une période à l’autre a pour effet d’augmenter la taille de l’atome Dans une même période, le RA diminue en allant vers la droite ◦ puisque la charge nucléaire augmente avec le numéro atomique, la force électromagnétique entre le noyau et les électrons grandit et les électrons se rapprochent du noyau, diminuant ainsi le rayon de l’atome Dans une même famille, le RA augmente en allant vers la bas ◦ L’ajout d’une nouvelle couche électronique au passage d’une période à l’autre a pour effet d’augmenter la taille de l’atome

25 La notation de Lewis (Gilbert Newton Lewis, ) Puisque le comportement chimique d’un élément est en grande partie déterminé par son nombre d’électrons de valence, on a convenu de représenter un atome en illustrant uniquement ses électrons de valence et en les disposant autour de son symbole Les électrons (des points) sont disposés un à un sur les côtés d’un carré imaginaire qui encadre le symbole de l’élément Il y a un maximum de 2 électrons par côté Puisque le comportement chimique d’un élément est en grande partie déterminé par son nombre d’électrons de valence, on a convenu de représenter un atome en illustrant uniquement ses électrons de valence et en les disposant autour de son symbole Les électrons (des points) sont disposés un à un sur les côtés d’un carré imaginaire qui encadre le symbole de l’élément Il y a un maximum de 2 électrons par côté

26 EXEMPLES

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