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Chapitre
6 : la classification périodique des éléments
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Cours
écrit
I) classification complète et simplifiée 1) La classification périodique moderne : 2) Classification simplifiée des 18 premiers
éléments 4) La famille des gaz nobles ou rares: III) utilisation de la classification
périodique 1) Formule des ions monoatomiques 2) pourquoi les atomes forment-ils des molécules? Cours en vidéo I-1 la classification
périodique moderne l-2 la classification
périodique simplifiée classification périodique simplifiée (au tableau) II-1 notion de famille
chimique notion de famille chimique
(au tableau) III-1 pourquoi les ions
se forment-ils? III-2 pourquoi les
molécules se forment-elles? utilisation de la
classification (au tableau) |
I)
classification complète et simplifiée
1)
La classification périodique moderne :
Animation : tableau périodique
(masse volumique, température d’ébullition, de fusion, masse molaire) Animation : classification périodique (cité des sciences) On classe actuellement les éléments chimiques dans un tableau. Le tableau périodique des éléments comporte 112 éléments chimiques connus. Il est constitué 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. 2)
Classification simplifiée des 18 premiers éléments Vidéo
En classe de seconde on n’étudiera que les 18 premiers éléments de la classification périodique.
- Dans une même ligne,
les atomes des éléments ont le même nombre de couches électroniques
occupées : - 1 couche (K) pour la première ligne - 2 couches (K et L) pour la seconde ligne - 3 couches (K, L et M) pour la troisième ligne - Dans une même colonne, les atomes des éléments ont le
même nombre d’électrons sur leur couche externe : un électron sur la couche externe pour
les atomes faisant partie des éléments de la première colonne puis 2 pour
ceux de la seconde colonne etc.
II)
les familles chimiques
1)
Notion de famille chimique Vidéo
Les éléments ayant des propriétés chimiques voisines forment une famille. Ils sont placés dans la même colonne. Leurs propriétés chimiques sont dues aux nombres d’électrons de leur couche externe. 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+ (lithium), Na+ (sodium) ou K+(potassium), comme dans l’eau ou les eaux minérales. Ils sont responsables du goût salé. A l’état de corps purs simples ce sont des métaux mous qui réagissent spontanément avec le dioxygène de l’air ou l’eau. Pourquoi forment t-ils des ions X+ ? En perdant un électron ils répondent aux règles de stabilité des éléments chimiques (règle du duet et de l’octet). Leur dernière couche d’électrons comporte soit 2 soit 8 électrons.
Les atomes appartenant à la famille des alcalins ne forment pas de molécules. 3)
La famille des halogènes :
Les éléments de la 17° colonne (7 ième colonne de la classification simplifiée) appartiennent à la famille des halogènes. Dans la nature, on les rencontre sous forme d’ions monoatomiques : F- (fluorure); Cl- (chlorure); Br- (bromure). Ils peuvent également exister sous forme de molécules diatomiques : F2 , Cl2 , Br2 . Ces espèces chimiques sont fortement colorées et très nocives. Pourquoi forment t-ils des ions X- ? En gagnant un électron ils répondent aux règles de stabilité des éléments chimiques (règle du duet et de l’octet). Leur dernière couche d’électrons comporte 8 électrons.
4)
La famille des gaz nobles ou rares:
Ils sont peu présents dans l’atmosphère terrestre. 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. Pourquoi ? Leur dernière couche est saturée à 2 ou 8
électrons. Ces atomes sont stables chimiquement exemple : He ,Hélium, (K)2 Ne Néon (K)2(L)8 Ar Argon (K)2(L)8(M)8 .L’hélium est l’élément le plus abondant dans l’Univers après l’hydrogène. III)
utilisation de la classification périodique Vidéo
1)
Formule des ions monoatomiques
La colonne dans
laquelle se trouve l'élément chimique nous renseigne sur l’ion qu’il va
donner au cours des réactions chimiques. Dans la classification
simplifiée, les ions monoatomiques correspondant à la même famille ont tous
la même charge. La cause est due à la règle de l’octet et du duet. Exemple : - les éléments de la
première colonne donne des cations X+ , ceux de la seconde donne
des cations X2+ - les éléments de la
septième colonne donnent des anions X- , ceux de la sixième des
anions X2-
2)
pourquoi les atomes forment-ils des molécules?
Pour satisfaire la règle du duet ou de l’octet, l'atome doit former des liaisons avec d'autres atomes. Chaque liaison apporte un électron à sa dernière couche électronique. exemple:
un atome appartenant à un élément de la cinquième colonne du tableau
simplifié possède 5 électrons sur sa couche externe. Il aura besoin de 3
liaisons avec d'autres atomes. Chaque liaison lui apporte un électron. Il
possèdera alors 5+3 = 8 électrons sur sa dernière couche. La règle de l'octet
est respectée.
Tous les atomes appartenant à la même colonne établissent le même nombre de liaison dans une molécule. Remarque: Les atomes des éléments de la première colonne (à l'exception de l'hydrogène de structure électronique (K)1 ) ainsi que ceux de la seconde colonne forment préférentiellement des ions
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