Classification périodique des éléments : Grandeurs définissant les atomes et les éléments

2 - GRANDEURS DÉFINISSANT LES ATOMES ET LES ÉLÉMENTS

2.1 - Nom et symbole
2.2 - Numéro atomique
2.3 - Nombre de masse
2.4 - Masse atomique
2.5 - Configuration électronique

Figure 1 - Règle de Klechkowski Tableau 1 - Règle de Klechkowski
2.6 - Rayon atomique
2.7 - Potentiel d'ionisation et affinité électronique
2.8 - Degrés d'oxydation
2.9 - Électronégativité

Tableau 2 - Échelle de Mulliken pour quelques éléments Tableau 3 - Échelle de Pauling pour quelques éléments

3 - CLASSIFICATION PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS

3.1 - Classification historique
3.2 - Classification périodique actuelle
3.3 - Les cases

4 - UTILISATIONS DE LA CLASSIFICATION PÉRIODIQUE

4.1 - Familles chimiques
4.2 - Prévision du nombre de liaisons covalentes que peut établir un atome
4.3 - Prévision de la charge des anions et des cations
4.4 - Énergie d'ionisation
4.5 - Variation de l'électronégativité dans le tableau périodique
4.6 - Caractère redox
4.7 - Points d'ébullition et de fusion

5 - CONCLUSION

Présentation

Auteur(s)

Mireille DEFRANCESCHI : Agrégée de chimie - Docteur d'état en sciences physiques

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INTRODUCTION

Considérant que les propriétés des éléments chimiques ne sont pas le fruit du hasard et qu'elles varient de façon périodique en fonction de la masse atomique des éléments représentés, Dmitri Ivanovitch Mendeleïev (1834-1907) décrivit entre 1869 et 1871 un tableau comportant huit colonnes, dans lesquelles étaient rassemblés des éléments possédant des propriétés voisines classés par ordre de masse atomique croissante de haut en bas et dix neuf lignes dans lesquelles les éléments étaient répartis par masse atomique croissante de gauche à droite. La disposition faisait que, dans une même colonne, ne figuraient que des éléments de propriétés chimiques voisines.

Cette classification périodique est différente de celle utilisée aujourd'hui mais similaire dans son principe : elle propose une classification systématique des éléments chimiques étroitement liée à la périodicité de leurs propriétés chimiques.

Le tableau périodique a connu de nombreux réajustements depuis la fin du XIX^e siècle, il s'est enrichi d'éléments naturels inconnus à l'époque de Mendeleïev – mais que Mendeleïev avait prévus en laissant des cases vides dans son tableau –, d'éléments artificiels jusqu'à prendre la forme que nous lui connaissons aujourd'hui. C'est un classement universel, qui s'est enrichi de données physiques et auquel peuvent être rapportés tous les types de comportements physique et chimique des éléments. Actuellement, sa forme standard comporte 118 éléments, allant de ₁H à ₁₁₈Uuo.

Dans le tableau des éléments sont fournies diverses grandeurs physiques et chimiques, qui sont caractéristiques de l'élément. Ces grandeurs sont des valeurs de référence, c'est-à-dire qu'elles ont été normalisées par différentes organisations, comme l'Union Internationale de Chimie Pure et Appliquée (UICPA), aussi désignée par son nom anglais IUPAC, et le National Bureau of Standards (NBS) ou encore le Committee on Data for Science and Technology (CODATA). Ces grandeurs sont détaillées dans la suite.

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

Version archivée 1 de mai 2006 par Bernard VALEUR
Version courante de mai 2013 par Mireille DEFRANCESCHI

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-25

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Classification périodique des éléments

2. Grandeurs définissant les atomes et les éléments

2.1 Nom et symbole

Les symboles sont pour la plupart arrêtés depuis longtemps, sauf pour les éléments instables découverts récemment, pour lesquels l'IUPAC propose une nomenclature systématique. Cette nomenclature est doublée d'une symbolique à 3 lettres (une capitale et deux minuscules). À chaque chiffre (de 0 à 9) des unités du numéro atomique est attribué une lettre (0 = N comme Nil, 1 = U comme Un...). À l'élément 103 est ainsi attribué le symbole Unt et le nom unniltrium et au dernier élément connu (Z = 118) est attribué le nom d'ununoctium, son symbole est Uuo. Les éléments de Z = 104 à 112 ont, en plus du symbole à 3 lettres, reçu des noms et donc des symboles chimiques, en suivant une recommandation de 2002 de l'UICPA, qui préconise de nommer les nouveaux éléments en référence à « un concept mythologique, un lieu, un pays, une propriété ou un scientifique ». On a ainsi le rutherfordium (Z = 104, symbole Rf), le dubnium (Z = 105, symbole Db), le seaborgium (Z = 106, symbole Sg), le bohrium (Z = 107, symbole Bh), le hassium (Z = 108, symbole Hn), le meitnerium (Z = 109, symbole Mt), le darmstadtium (Z = 110, symbole Ds), le roentgenium (Z = 111, symbole Rg) et le copernicium (Z = 112, symbole Cn).

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2.2 Numéro atomique

Le numéro atomique d'un élément, noté Z (en référence à l'allemand Ordnungszahl ), est égal au nombre de protons contenus dans les noyaux des atomes de cet élément, mais aussi au nombre d'électrons contenus par ces mêmes atomes. Les propriétés chimiques d'un élément étant déterminées avant tout par sa configuration électronique, on comprend que le numéro atomique soit la caractéristique déterminante d'un élément chimique.

Le numéro atomique définit entièrement un élément : connaître le numéro atomique revient à connaître l'élément. Il est généralement omis avec les symboles chimiques, mais toujours présent dans la classification périodique puisque c'est lui qui détermine l'ordre...