Tableau périodique des éléments

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Classification périodique

Le tableau périodique des éléments, également appelé table de Mendeleïev, classification périodique des éléments (CPE), tableau de Mendeleïev ou simplement tableau périodique, représente tous les éléments chimiques, groupés par leur numéro atomique.

Sommaire

1 Tableau
2 Historique
3 Autres présentations
4 Note
5 Moyens mémotechniques
6 Notes et références
7 Voir aussi
- 7.1 Articles connexes
- 7.2 Liens externes

Tableau

Ce tableau est la représentation la plus usuelle de la classification des éléments chimiques. Certains chimistes ont proposé d'autres façons de classer les éléments, mais celles-ci restent bornées au domaine scientifique.

**Tableau périodique des éléments**
>	1 I A	2 II A	3 III B	4 IV B	5 V B	6 VI B	7 VII B	8 VIII B	9 VIII B	10 VIII B	11 I B	12 II B	13 III A	14 IV A	15 V A	16 VI A	17 VII A	18 VIII A
V
1	1 H																	2 He
2	3 Li	4 Be											5 B	6 C	7 N	8 O	9 F	10 Ne
3	11 Na	12 Mg											13 Al	14 Si	15 P	16 S	17 Cl	18 Ar
4	19 K	20 Ca	21 Sc	22 Ti	23 V	24 Cr	25 Mn	26 Fe	27 Co	28 Ni	29 Cu	30 Zn	31 Ga	32 Ge	33 As	34 Se	35 Br	36 Kr
5	37 Rb	38 Sr	39 Y	40 Zr	41 Nb	42 Mo	43 Tc	44 Ru	45 Rh	46 Pd	47 Ag	48 Cd	49 In	50 Sn	51 Sb	52 Te	53 I	54 Xe
6	55 Cs	56 Ba	*	72 Hf	73 Ta	74 W	75 Re	76 Os	77 Ir	78 Pt	79 Au	80 Hg	81 Tl	82 Pb	83 Bi	84 Po	85 At	86 Rn
7	87 Fr	88 Ra	**	104 Rf	105 Db	106 Sg	107 Bh	108 Hs	109 Mt	110 Ds	111 Rg	112 Uub	113 Uut	114 Uuq	115 Uup	116 Uuh	117 Uus	118 Uuo

* Lanthanides				57 La	58 Ce	59 Pr	60 Nd	61 Pm	62 Sm	63 Eu	64 Gd	65 Tb	66 Dy	67 Ho	68 Er	69 Tm	70 Yb	71 Lu
Actinides**				89 Ac	90 Th	91 Pa	92 U	93 Np	94 Pu	95 Am	96 Cm	97 Bk	98 Cf	99 Es	100 Fm	101 Md	102 No	103 Lr

Modèle:Séries chimiques

Dans des conditions normales de température et de pression (0°C, 1 atm) :

Les éléments dont le numéro atomique est sont gazeux ;
Les éléments dont le numéro atomique est sont liquides (il n'y en a que deux : le brome et le mercure);
Les éléments dont le numéro atomique est sont solides.

Dans la nature :

Les éléments avec une bordure continue grise peuvent être trouvés naturellement sur Terre, sous la forme d'un ou plusieurs isotopes stables.

Les éléments avec une bordure en tirets fins noirs apparaissent naturellement lors de la désintégration d'autres éléments chimiques, mais n'ont pas d'isotopes plus anciens que la Terre.

Les éléments avec une bordure en pointillés fins bleus sont artificiels (éléments synthétiques).

Les éléments sans bordure n'ont pas encore été découverts.

Historique

En chimie générale, au début du XIX^e siècle, le problème qui se posa aux chimistes fut la classification des éléments. Le monde vivant ou minéral apparaît comme extrêmement varié et complexe. Partout les chimistes ont réussi à extraire des composés bien définis qui se comptent aujourd'hui par millions. Cependant, tous ces composés sont constitués en dernier ressort d'un nombre restreint d'éléments qui permettent de réaliser tous ces édifices chimiques. Les chimistes remarquèrent des analogies entre certains éléments et eurent l'idée d'une classification.

La première véritable version du tableau périodique des éléments, incomplète car tous les éléments n'étaient pas encore connus, a été créée par le Russe Dimitri Ivanovich Mendeleïev en 1869. Une première classification avait déjà été réalisée auparavant par Lothar Meyer en 1864, mais celle-ci ne comportait que 28 éléments, ceux-ci n'étant classés que par leur valence. De plus, Meyer ne pensa pas à prédire d'autres éléments et à corriger le poids atomique des éléments à partir de son tableau.

Mendeleïev remarqua que certaines propriétés variaient de manière périodique avec la masse atomique. Ainsi, au lieu de classer tous les éléments sur une même colonne, il les classa sur cinq colonnes de dix-huit éléments^[1], en laissant des cases vides, prévoyant que d'autres éléments seraient découverts plus tard.

En 1913, la classification évolua : on s'aperçut que si on tient compte des propriétés chimiques des éléments naturels, les éléments ne doivent pas être classés selon leurs masses atomiques mais selon leurs numéros atomiques (nombre de protons de l'élément).

Autres présentations

L'inconvénient de ce tableau sont les colonnes vides : elles pourraient donner l'impression que deux éléments voisins ont des propriétés très différentes, comme l'hydrogène et l'hélium, alors que les propriétés dans une ligne varient de proche en proche. Certaines personnes ont proposé d'autre types de présentation ; par exemple Fernando Dufour et son « arbre périodique », une structure à trois dimensions où les lignes sont des étages qui se superposent, ou encore Pierre Demers et son système du Québécium [1].

Note

Ce tableau est dit périodique car tous les éléments situés dans une même colonne (de 1 à 18), présentent des propriétés chimiques proches. Par exemple : dans la colonne 1, le lithium Li et le sodium Na ont un comportement chimique proche.

L'explication de ce comportement repose sur le fait que le nombre d'électrons de leur couche de valence (tous les électrons présents en plus de la configuration du dernier gaz rare) est identique. Li et Na ont un seul électron de valence. C'est cet électron externe qui est disponible pour les réactions chimiques. D'où des propriétés chimiques proches et par conséquent leur regroupement dans une même famille d'éléments.

Les éléments sont groupés en :

métaux : à gauche
non-métaux : à droite
métalloïdes : entre les deux précédents (B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po)
métaux pauvres entre les métalloïdes et les métaux de transition (Al, Ga, In, Sn, Tl, Pb, Bi).
les métaux de transition (colonnes 3 à 12)
les lanthanides : Z = 57 à 71
les actinides : Z = 89 à 103

Certaines familles d'éléments d'une même colonne ont reçu des noms :

Plus le rapport N/Z (nombre de neutrons sur nombre de protons) est loin de la courbe de stabilité, plus le noyau est instable : il va émettre des particules pour se rapprocher des valeurs stables. On dit qu'il est radioactif.

Dans le tableau périodique, les éléments dont aucun isotope n'est stable sont :

le technétium (Z=43);
le prométhium (Z=61);
tous les éléments à partir du polonium donc avec un numéro atomique Z supérieur ou égal à 84.

Certains éléments prédits n'ont encore jamais été observés. Certaines de leurs propriétés sont inconnues, mais présumées. C'est pourquoi la série chimique, représentée par des couleurs sur le tableau, peut apparaître en plus clair. C'est le cas de :

Ununseptium

Les physiciens du noyau au GANIL de Caen, estiment qu'il existerait entre 5000 et 7500 noyaux dans l'univers. 2000 ont déjà été découverts. La plupart sont des noyaux lourds, très radio-actifs, dont la durée de vie est brève, voire très brève. Ils se formeraient lors des explosions de supernova. En effet, la nucléosynthèse primordiale découverte en 1948 par Gamov et Alpher décrit comment le Big Bang a donné naissance à l'hydrogène (97%), l'hélium (2,9%) et des traces d'autres éléments légers (lithium, béryllium). En 1954, Fred Hoyle met au point la théorie de la nucléosynthése stellaire. Les éléments jusqu'au fer, sont transmutés dans les étoiles massives par réactions nucléaires successives. Le fer (56) qui compte 26 protons et 30 neutrons est le noyau le plus stable qui soit. Sa combustion consomme plus d'énergie qu'elle n'en produit. Les éléments plus lourds ne peuvent être transmutés dans les étoiles massives. Les éléments plus lourds que le fer naitraient dans les violentes explosions de supernova. Les éléments dispersés par l'explosion (oxygène, carbone, silicium, fer) sont bombardés de neutrons. Par radioactivité β, ces neutrons absorbés sont partiellement transformés en protons. Les noyaux s'enrichissent donc en neutrons et protons donnant naissance aux noyaux lourds. Le GANIL de Caen fait la chasse à ces noyaux lourds dans des accélérateurs à ions lourds. D'autres instituts participent à cette chasse aux États-Unis, Japon, Allemagne, Italie, Russie et Angleterre.

Moyens mémotechniques

Voir la section « Tableau périodique des éléments ».

Notes et références

↑ Son tableau était vertical, aujourd'hui il est horizontal, le nombre de lignes et de colonnes est donc inversé.

Voir aussi

Liens externes

(fr) Le tableau périodique des éléments, sur le site de la Cité des sciences (entièrement en Flash)
(en) (fr) (de) (it) (hr) (es) tableau périodique sur le site de la Faculté de technologie et de chimie de Split (Croatie).
(en) Le tableau périodique vu par 96 artistes graveurs
(fr) Historique du tableau périodique, CyberScol

Éléments chimiques
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Tableau périodique simple • Tableau périodique détaillé
Table divisée des isotopes • Table complète des isotopes
Dmitri Mendeleïev • Ernest Rutherford

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