Chapitre 4 :

LA CLASSIFICATION PERIODIQUE DES ELEMENTS

 

I.                 CONSTRUCTION DE LA CLASSIFICATION :

 

 

1.1.        Classification périodique simplifiée des 18 premiers éléments :

 

1.2.        La classification périodique moderne :

 

Elle comporte 112 éléments chimiques connus. Elle est constituée de 18 colonnes et de 7 lignes ou périodes. On distingue deux catégories d’éléments : les métaux et les non-métaux.

·         Les éléments sont classés par numéro atomique Z croissant.

·         Dans une même ligne, les atomes des éléments ont le même nombre de couches électroniques occupées.

·         Dans une même colonne, les atomes des éléments ont le même nombre d’électrons sur leur couche externe.

1.3 Classification simplifiée des 18 premiers éléments

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ligne ou période

 

 

1

H

Hydrogène

Z = 1

(K)1

 

 

 

 

 

 

 

He

Hélium

Z = 2

(K)2

 

2

Li

Lithium

Z = 3

(K)2(L)1

Be

Beryllium

Z = 4

(K)2(L)2

B

Bore

Z = 5

(K)2(L)3

C

Carbone
Z=6

(K)2(L)4

N

Azote

Z = 7

(K)2(L)5

O

Oxygène

 Z = 8

(K)2(L)6

 

F

fluor

Z = 9

(K)2(L)7

Ne

Néon

Z = 10

(K)2(L)8

 

 

3

Na

sodium

Z = 3

(K)2(L)8(M)1

Mg

Magnésium

Z = 12

(K)2(L)8(M)2

Al

Aluminium

Z = 13

(K)2(L)8(M)3

Si

Silicium

Z = 14

(K)2(L)8(M)4

P

Phosphore

Z = 15

(K)2(L)8(M)5

S

Soufre

Z = 16

(K)2(L)8(M)6

Cl

Chlore

Z = 17

(K)2(L)8(M)7

Ar

Argon

Z = 18

(K)2(L)8(M)8

 

numéro de colonne

1

2

3

4

5

6

7

8

 

 

 

II.             LES FAMILLES CHIMIQUES :

 

2.1.        Notion de famille chimique : voir TP« Halogènes »

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Les éléments ayant des propriétés chimiques voisines forment une famille. Ils sont placés dans la même colonne. Ces propriétés sont dues aux nombres d’électrons de la couche externe.

 

2.2.        La famille des alcalins :

 

A l’exception de l’hydrogène, les éléments de la première colonne appartiennent à la famille des alcalins.

Dans la nature on les rencontre sous forme d’ions Li+ , Na+ ou K+, comme dans l’eau ou les eaux minérales. Ils sont responsables du goût salé. A l’état de corps purs simples se sont des métaux mous qui réagissent spontanément avec le dioxygène de l’air ou l’eau.

Les éléments alcalins ne forment pas de molécules.

 

 

2.3.        La famille des halogènes :

 

Dans la nature, on les rencontre sous forme d’ions monoatomiques : F- ; Cl- ; Br-. Ils peuvent également exister sous forme de molécules diatomiques : F2 , Cl2 , Br2 . Ces espèces chimiques sont fortement colorées et très nocives.

 

2.4.        La famille des gaz nobles :

 

Ce sont les éléments chimiques les plus stables. Ils sont inertes chimiquement c’est-à-dire qu’ils ne participent à aucune réaction chimique. Ils ne forment pas d’ions ni de molécules. Ils sont peu présents dans l’atmosphère terrestre. L’hélium est l’élément le plus abondant dans l’Univers après l’hydrogène.

 

III.         UTILISATION DE LA CLASSIFICATION PERIODIQUE :

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3.1.        Formule des ions monoatomiques :

 

Dans la classification simplifiée, les ions monoatomiques correspondant à des éléments chimiques d’une même famille ont tous la même charge.

Exemple : Cl- ; Br- ; I-                                                                                                                                                                                                                                

 

3.2.        Formule des molécules :

 

Le nombre de liaisons qu’établit un atome dans une molécule quelconque, dépend de sa structure électronique externe. Ce nombre est égal au nombre d’électrons qu’il doit acquérir pour satisfaire la règle du duet ou de l’octet.

Tous les atomes d’une même famille établissent le même nombre de liaisons de covalences dans une molécule.

 

Famille

Nombre de liaisons

C

4

N

3

O

2

Halogènes

1