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3C Ch20 Classification périodique des éléments

mercredi 5 janvier 2011 par Luc Tartier

 Introduction

  • Sur 108 éléments, seuls 40 constituent les 99 % de l’ensemble des substances présentes dans la nature et 10 éléments constituent 99 % de la masse totale croûte terrestre + océans + atmosphère.
  • Les trois quarts des 108 éléments sont des métaux : éclat métallique, bon conducteur de l’électricité, malléables ... Ils sont tous solides à la température ambiante sauf le mercure Hg.
  • Les non-métaux ont des propriétés plus variées et sont pour la moitié des gaz et des solides pour l’autre moitié à 20°C (p = 1 atmosphère) sauf le dibrome qui est liquide. Ce sont en général des isolants pas facile à mettre en forme.

0. La théorie atomique de Dalton (1803)

a. La matière est composée de petites particules indivisibles, les atomes (in-sécable = a-tome) ;
b. Les atomes d’un élément donné ont tous la même masse, ils sont identiques du point de vue de leur comportement chimique.
c. Inversement, les atomes des différents éléments se distinguent les uns des autres par leur masse et par leur comportement chimique.
d. Les composés chimiques sont constitués de l’assemblage d’atomes de différents éléments. On appelle molécule une particule constituée de l’assemblage d’atomes différents.
e. Dans une réaction chimique, les atomes des molécules mises en jeu sont dissociées les uns des autres et se recombinent pour former d’autres molécules. Dans une réaction, aucun atome n’est créé ni détruit, et les atomes eux mêmes ne sont pas modifiés.
  • Ces lois sont encore valables aujourd’hui. Elles ont permis à l’époque de déterminer grâce aux proportions constantes de chaque atome dans les composés chimiques de calculer leurs masses relatives :
  • Si on fait réagir du soufre et du fer, ils se combinent toujours avec les mêmes proportions : 56g de Fer avec 32g de soufre par exemple (du fer en excès resterait). Donc les atomes de fer sont 56/32 = 1,75 fois plus lourd que les atomes de soufre.
  • En donnant la valeur 1 à l’élément le plus léger on retrouve les masses molaires sans savoir ce que contiennent les atomes !
 

1.La classification périodique des éléments

1.0 Avant Dimitri :

  • On connaissait dans les années 1860 plus de 60 éléments déjà classés suivant leurs propriétés : Le lithium, le sodium et le potassium sont des métaux mous qui réagissent fortement avec l’eau pour former une solution basique aussi appelée alcaline.
  • Les métaux (alcalino-terreux) magnésium, calcium, strontium et baryum réagissent fortement avec le dioxygène de l’air. Les oxydes formés donnent également des solutions alcalines (basiques).
  • Les halogènes (générateurs de sel) Fluor, chlore, brome iode sont également très réactifs. Ils donnent des solides ioniques avec les métaux alcalins et alcalino-terreux.

1.1 Le tableau de Mendeleïev

  • Les éléments étant à l’époque classés par ordre croissant de masses atomiques relatives qui est presque le même que l’ordre croissant des numéros atomiques.
  • D Mendeleïev remarque une périodicité de leurs propriétés :
Li Be B C N O F
métal très réactif métal réactif semi-métal non métal gaz gaz gaz très réactif
Composés halogénés LiX BeX2 BX3 CX4 NX3 OX2 FX
 
Na Mg Al Si P S Cl
métal très réactif métal réactif métal semi-métal non métal non métal gaz très réactif
Composés halogénés NaX MgX2 AlX3 SiX4 PX3 SX2 ClX
 
K Ca     As Se Br
métal très réactif métal réactif     non métal non métal liquide très réactif
Composés halogénés KX CaX2    
AsX3
BrX
  •  Les gaz rares de l’atmosphère, He, Ne, Ar, Kr n’étaient pas connus à l’époque et il a même fallut attendre les années 1960 pour réussir à obtenir des molécules avec ces gaz dits inertes’
  • Il y a des cases laissées vides par Mendeleïev qui prévoyait déjà l’existence d’éléments pas encore découverts devant avoir les propriétés de la période précédente.
  • Le Jeu de cartes du TP est en pièce jointe et voici un lien vers l’histoire de la classification avant et après Mendeleiev.

1.2 La classification périodique moderne

2. Utilisation de la classification périodique

2.1 Les familles chimiques

 Allez voir les familles du site http://profmokeur.ca . Vous devez connaître :

2.2 Formule des molécules

2.4 Formule des ions monoatomiques

Documents joints


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