La classification périodique

Le tableau périodique

La classification de Mendeleïev

Dimitri Ivanovitch Mendeleïev est un chimiste russe, né en 1834 à Tobolska (Sibérie) et décédé en 1907 à St-Pétersbourg (Russie).

Activité 4

Au cours des XVIIe et XVIIIe siècles, les scientifiques ont découvert de nombreux éléments chimiques. Le besoin d’élaborer un système de classement s’est alors fait ressentir. Mais, à cette époque, la structure de l'atome est totalement inconnue et on ne peut donc utiliser ni le nombre de protons Z ni le nombre d'électrons externes.

En 1860, lors du premier congrès international de chimie à Karlsruhe (Allemagne), le jeune chimiste russe Dimitri Mendeleïev (1834-1907) assista à la présentation des idées nouvelles sur la périodicité des propriétés chimiques des éléments.Il reprit cette idée et proposa en 1869 de classer les 63 éléments alors connus par masses atomiques croissantes.

À l'hydrogène, le plus léger de tous, on a attribué arbitrairement une masse de 1 (on parlait alors de « poids atomique », sans préciser d'unité). À l'atome de carbone, qui est douze fois plus lourd que celui d'hydrogène, on a attribué une masse de 12 et de même pour les 63 atomes connus à l'époque.

Il regroupe également sur une même ligne les familles d’éléments ayant des propriétés chimiques similaires. On sait par exemple que le zinc et le cadmium ont des propriétés chimiques similaires ; le bore, l'aluminium et l'indium aussi ; le carbone, le silicium et l'étain ont également des ressemblances entre eux, tout comme l'azote, le phosphore, l'arsenic et l'antimoine.

Extrait du document original de Mendeleïev publié en 1869

Transcription du document original. Le nombre indiqué pour chaque élément est sa masse atomique

Certaines cases de son tableau restent vides : Mendeleïev en déduit qu’il s’agit d’atomes encore inconnus. Il prédit leur masse approximative et des propriétés similaires à celles des atomes de la même série. Il appelle deux d’entre eux ékaaluminium et ékasilicium.

Nom en 1869 Année de découverte

Nom actuel

ékaaluminium 1875 gallium

ékasilicium 1886 germanium

Deux atomes clés :

I II III IV V VI VII VIII

H He

Li Be B C N O F Ne

Na Mg Al Si P S Cl Ar

Voici un tableau périodique simplifié où sont placés les 18 premiers éléments.

La classification périodique moderne

Dans le tableau périodique actuel des éléments, les éléments chimiques sont classés horizontalement par numéro atomique Z croissant.

Les éléments dont les atomes ont le même nombre d’électrons sur leur couche électronique externe sont placés dans la même colonne.

Une ligne horizontale du tableau est appelée période

Chaque période correspond au remplissage progressif d’une nouvelle couche électronique : K pour la première ligne, L pour la deuxième, M pour la troisième.

Les colonnes du tableau périodiques regroupent des éléments qui présentent les mêmes propriétés chimiques : ils constituent des familles chimiques.

Les éléments de la première colonne, numérotée I, sauf l’hydrogène, sont appelés les métaux alcalins

Les éléments de l’avant dernière colonne à droite, numérotée VII, sont les halogènes.

Les éléments de la dernière colonne à droite , numérotée VIII, sont appelés les gaz nobles, ou gaz rares.