Atomistique théorie atomique








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2) CLASSIFICATION PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS



Mendeleïev remarqua alors que les propriétés chimiques des vingt premiers éléments apparaissaient à des intervalles réguliers  dans le tableau ainsi dressé, par exemple les rapports de combinaison avec l'oxygène. Il constata une seule exception : celle du potassium et de l'argon. Il fallait les intervertir, pour que cette loi soit respectée.


Les propriétés des éléments  ainsi que les formes et les propriétés des combinaisons qui en dérivent varient périodiquement en fonction des masses atomiques.

La classification des éléments en fonction de la masse atomique  fait apparaître une irrégularité parmi les vingt  premiers éléments. En continuant cet examen , deux autres irrégularités apparaissent. Pour respecter la similitude des propriétés à l'intérieur d'une même colonne, il faut placer le cobalt (58,9332) avant le nickel (58,70), et le tellure (127,60) doit précéder l'iode. Les études ultérieures montrèrent que la répartition des éléments dans la classification faite par Mendeleïev était tout à  fait exacte, et qu'elle était reliée directement à la structure atomique de la matière.

MOSELEY a montré que  les  irrégularités notées disparaissent en rangeant les éléments par ordre croissant de numéro atomiqu . C'est ce procédé qui sera retenu par la suite.

À l’époque de Mendeleïev,  trois éléments (le scandium, le gallium et le germanium) étaient inconnus. Il put en prévoir l'existence en leur attribuant une série de propriétés. Il laissa dans sa classification une place vide entre le calcium et le titane et appela cet élément , provisoirement,  l'ékabore qui devint par la suite le scandium. De la même façon,  il laissa deux cases vides entre le zinc et l'arsenic, et appela provisoirement ces deux éléments l'ékaaluminium (pour le gallium) et l'ékasilicium (pour le germanium).

Ses prévisions furent vérifiées par la découverte du gallium par LECOQ de BOISBAUDRAN: les propriétés  qu'il possédait étaient celles qui avaient été attribuées à l'ékaaluminium par Mendeleïev. De la même façon, la découverte du germanium  en 1886 par WINKLER corrobora aussi les prévisions de Mendeleïev.,

 

2.1) CONSTITUTION DU TABLEAU


Tous les éléments sont classés  par ordre croissant de numéro atomique  (Z) .

matiere22.gif

Une période correspond au remplissage d'un niveau d'énergie . Jusqu'à l'Uranium  , il y a sept périodes. Les éléments situés dans une même colonne constituent une FAMILLE ou un GROUPE d'éléments. Il faut bien noter que l'hydrogène n'est rattaché à aucune famille. Voici les noms des principales familles :

 I A Alcalins
 II A Alcalino-terreux
 VII A  Halogènes
 VIII A Gaz rares ou gaz nobles ou gaz inertes

Lorsqu'une famille ne porte pas de nom particulier, on lui donne celui de l'élément représentatif (en général le premier de la famille).

 VI A Famille de l'oxygène


Pour retenir les éléments d'une même période,  on peut utiliser des moyens mnémotechniques. Voici par exemple une phrase qui permet de retenir les éléments de la troisième période:

Napoléon Mangea Allègrement Six Poulets   Sans   Clore l'Armistice .
Na      Mg              Al          Si      P       S             Cl           Ar

22) GRANDES RÉGIONS


Nous pouvons   distinguer six grandes parties   dans le tableau périodique :

1.  L'hydrogène (C'est un élément à part).

2.  Les métaux légers: IA (alcalins) et II A(alcalino-terreux) .

3.  Les métaux lourds ou éléments de transition (au milieu du tableau).

4. Les TERRES RARES sont subdivisées en deux ensembles d'éléments : la série des LANTHANIDES qui est rattachée à la sixième période et la série des ACTINIDES  qui est rattachée à la septième période.

5.  Les non-métaux (à droite du tableau périodique,  ceux qui sont encadrés) .

6.   Les gaz rares (VIII A) .
matiere23.gif
N.B. Les deux grandes catégories d'éléments sont les métaux et les non-métaux. Leurs propriétés sont opposées, comme le souligne le tableau ci-après. Entre ces deux extrêmes il existe des éléments dont les propriétés sont intermédiaires. Ces éléments  sont de meilleurs conducteurs d'électricité que les non-métaux, mais ils ont cependant une conductibilité inférieure à celle des métaux. Certains les nomment  métalloïdes. Le silicium, le germanium, l'arsenic et l'antimoine en sont des exemples. Les semi-conducteurs (germanium et silicium) utilisés dans la fabrication des transistors appartiennent à cette catégorie.


 

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