Chapitres
Février 1869, Saint-Pétersbourg. Un chimiste russe se débat depuis des mois avec un casse-tête qui défie la logique : comment classer les 63 éléments chimiques connus selon leurs propriétés ? La réponse lui viendra dans son sommeil, gravée dans sa mémoire avec une netteté stupéfiante. Cette nuit changera à jamais notre compréhension de la matière et révélera les pouvoirs insoupçonnés de l'inconscient créateur.
Derrière l'élégance du tableau périodique moderne se cachent des mois de recherches acharnées, immortalisées dans ces notes manuscrites.
Mendeleïev y consigne ses essais, ses échecs, ses intuitions. Chaque annotation révèle un esprit méthodique qui refuse d'abandonner, jusqu'à cette nuit où l'inconscient prendra le relais de la raison. De ces gribouillis apparemment désordonnés naîtra l'une des classifications les plus puissantes de la science.
Cette vision onirique donnera naissance à un système d'une logique implacable, où chaque élément trouve sa place selon des lois naturelles précises.
Historique du tableau périodique des éléments chimiques
➡️ Le tableau périodique de Mendeleïev, tel qu'on le connait aujourd'hui, est un arrangement organisé des éléments chimiques basé sur leurs propriétés chimiques et leurs masses atomiques.
Sachez-le, plusieurs tentatives ont été réalisées auparavant, et même à postériori, du tableau de Mendeleïev qui est désormais la seule référence en matière d'organisation des éléments chimiques.
En voici un résumé par ordre chronologique.
Le tableau des triades de Döbereiner, Johann Wolfgang Döbereiner, vers 1820
iIl proposa les triades de Döbereiner, regroupant des éléments par groupes de trois avec des propriétés similaires (ex : Cl, Br, I), où l’élément central avait une masse atomique moyenne des deux autres.
C'est la première tentative de construction d'un tableau des éléments chimiques.
La première tentative de tableau périodique d'Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois, 1862
Il créa la vis tellurique, un enroulement hélicoïdal des éléments selon leur masse atomique. Ce fut la première tentative de représenter périodiquement les éléments, mais sa présentation en 3D ne fut pas bien comprise.
Le tableau de Mendeleïev, 1869
Le chimiste russe Dmitry Ivanovich Mendeleïev a créé ce tableau en 1869. Ce dernier a été la première tentative réussie d'organiser les éléments connus d'une manière qui reflète leur comportement chimique et leurs propriétés physiques.
Le tableau périodique est un outil essentiel en chimie, utilisé pour prédire le comportement des éléments, leurs réactions chimiques, et pour comprendre la structure électronique des atomes.
Le tableau de Lothar Meyer, 1869
Il élabora un tableau très similaire à celui de Mendeleïev, mais il fut publié légèrement après. Son tableau représentait graphiquement la variation du volume atomique en fonction de la masse atomique, révélant une périodicité. Cela n'a pas été aussi populaire et pertinent que l'effort de son confrère.
Le tableau d'Henry Moseley, 1913
Il apporta une révolution en classant les éléments par numéro atomique croissant (et non plus masse atomique), ce qui explique certaines anomalies du tableau de Mendeleïev (ex : Te et I).
D'autres alternatives ont cherché à repenser le format de ce tableau, que ce soit en l'organisant en spirale (Benfey, 1964) ou encore avec un décalage à gauche (Janet, 1928).
Maintenant, place au contenu du tableau !
Comprendre le tableau périodique des éléments ?
Le tableau périodique est construit selon les propriétés physico-chimiques des éléments. Ces propriétés dépendent de la configuration électronique de chaque élément.
Chaque ligne du tableau, appelée période, correspond à une couche électronique caractérisée par le nombre quantique principal (n).
Il existe sept couches électroniques à l’état fondamental → donc 7 périodes dans le tableau standard.
Chaque période est divisée en blocs (de 1 à 4 selon la période) correspondant aux sous-couches électroniques.
Ces sous-couches sont identifiées par le nombre quantique secondaire (ℓ), et notées s, p, d, f (d’après la spectroscopie).
Nombre d’orbitales atomiques par sous-couche :
s → 1 orbitale
p → 3 orbitales
d → 5 orbitales
f → 7 orbitales
Chaque orbitale est définie par un nombre quantique magnétique (mℓ). Chaque orbitale peut contenir au maximum deux électrons, différenciés par leur nombre quantique de spin (ms).
⚠️ Le tableau périodique est divisé en rangées horizontales appelées périodes et en colonnes verticales appelées groupes
Les éléments dans une même colonne ont des propriétés chimiques similaires en raison de leurs configurations électroniques similaires. Les périodes représentent le nombre d'orbitales électroniques que les atomes des éléments de cette période ont.
Structure du tableau de Mendeleïev 🧮
Numéro atomique (Z): le numéro atomique est le nombre de protons dans le noyau d'un atome. Les éléments sont arrangés dans l'ordre croissant de leur numéro atomique.
Symboles chimiques: chaque élément a un symbole chimique unique, souvent une ou deux lettres, utilisé pour représenter cet élément.
Masse atomique: La masse atomique est la masse moyenne des isotopes d'un élément, exprimée en unités de masse atomique (uma).
| Numéro atomique | Symbole | Nom | Masse Atomique |
|---|---|---|---|
| 1 | H | Hydrogène | 1.008 |
| 2 | He | Hélium | 4.0026 |
| 3 | Li | Lithium | 6.94 |
| 4 | Be | Béryllium | 9.0122 |
| 5 | B | Bore | 10.81 |
| 6 | C | Carbone | 12.011 |
| 7 | N | Azote | 14.007 |
| 8 | O | Oxygène | 15.999 |
| 9 | F | Fluor | 18.998 |
| 10 | Ne | Néon | 20.180 |
| 11 | Na | Sodium | 22.990 |
| 12 | Mg | Magnésium | 24.305 |
| 13 | Al | Aluminium | 26.982 |
| 14 | Si | Silicium | 28.085 |
| 15 | P | Phosphore | 30.974 |
| 16 | S | Soufre | 32.06 |
| 17 | Cl | Chlore | 35.45 |
| 18 | Ar | Argon | 39.948 |
| 19 | K | Potassium | 39.098 |
| 20 | Ca | Calcium | 40.078 |
| 21 | Sc | Scandium | 44.956 |
| 22 | Ti | Titane | 47.867 |
| 23 | V | Vanadium | 50.942 |
| 24 | Cr | Chrome | 51.996 |
| 25 | Mn | Manganèse | 54.938 |
| 26 | Fe | Fer | 55.845 |
| 27 | Co | Cobalt | 58.933 |
| 28 | Ni | Nickel | 58.693 |
| 29 | Cu | Cuivre | 63.546 |
| 30 | Zn | Zinc | 65.38 |
| 31 | Ga | Gallium | 69.723 |
| 32 | Ge | Germanium | 72.630 |
| 33 | As | Arsenic | 74.922 |
| 34 | Se | Sélénium | 78.971 |
| 35 | Br | Brome | 79.904 |
| 36 | Kr | Krypton | 83.798 |
| 37 | Rb | Rubidium | 85.468 |
| 38 | Sr | Strontium | 87.62 |
| 39 | Y | Yttrium | 88.906 |
| 40 | Zr | Zirconium | 91.224 |
| 41 | Nb | Niobium | 92.906 |
| 42 | Mo | Molybdène | 95.95 |
| 43 | Tc | Technétium | 98.0 |
| 44 | Ru | Ruthénium | 101.07 |
| 45 | Rh | Rhodium | 102.91 |
| 46 | Pd | Palladium | 106.42 |
| 47 | Ag | Argent | 107.87 |
| 48 | Cd | Cadmium | 112.41 |
| 49 | In | Indium | 114.82 |
| 50 | Sn | Étain | 118.71 |
| 51 | Sb | Antimoine | 121.76 |
| 52 | Te | Tellure | 127.60 |
| 53 | I | Iode | 126.90 |
| 54 | Xe | Xénon | 131.29 |
| 55 | Cs | Césium | 132.91 |
| 56 | Ba | Baryum | 137.33 |
| 57-71 | * | Lanthanides | |
| 72 | Hf | Hafnium | 178.49 |
| 73 | Ta | Tantale | 180.95 |
| 74 | W | Tungstène | 183.84 |
| 75 | Re | Rhénium | 186.21 |
| 76 | Os | Osmium | 190.23 |
| 77 | Ir | Iridium | 192.22 |
| 78 | Pt | Platine | 195.08 |
| 79 | Au | Or | 196.97 |
| 80 | Hg | Mercure | 200.59 |
| 81 | Tl | Thallium | 204.38 |
| 82 | Pb | Plomb | 207.2 |
| 83 | Bi | Bismuth | 208.98 |
| 84 | Po | Polonium | 209.98 |
| 85 | At | Astate | 210.0 |
| 86 | Rn | Radon | 222.0 |
| 87 | Fr | Francium | 223.0 |
| 88 | Ra | Radium | 226.0 |
| 89-103 | ** | Actinides | |
| 104 | Rf | Rutherfordium | 267.0 |
| 105 | Db | Dubnium | 270.0 |
| 106 | Sg | Seaborgium | 271.0 |
| 107 | Bh | Bohrium | 270.0 |
| 108 | Hs | Hassium | 277.0 |
| 109 | Mt | Meitnerium | 276.0 |
| 110 | Ds | Darmstadtium | 281.0 |
| 111 | Rg | Roentgenium | 280.0 |
| 112 | Cn | Copernicium | 285.0 |
| 113 | Nh | Nihonium | 284.0 |
| 114 | Fl | Flerovium | 289.0 |
| 115 | Mc | Moscovium | 288.0 |
| 116 | Lv | Livermorium | 293.0 |
| 117 | Ts | Tennessine | 294.0 |
| 118 | Og | Oganesson | 294.0 |
Les groupes principaux du tableau de Mendeleïev ⚗️
➡️ Les éléments dans une même colonne (groupe) partagent des propriétés chimiques similaires en raison de la similarité de leur configuration électronique.
Les groupes principaux sont généralement étiquetés
- Métaux alcalins (groupe 1): métaux très réactifs, tendent à former des ions positifs,
- Métaux alcalino-terreux (groupe 2): métaux réactifs, mais moins que les métaux alcalins,
- Halogènes (groupe 17): éléments très réactifs, souvent trouvés sous forme de molécules diatomiques (par exemple, Cl₂),
- Gaz nobles (groupe 18): éléments gazeux inertes, stables et peu réactifs.
Pour bien comprendre le tableau périodique, certaines définitions sont essentielles à maîtriser. Voici un résumé pour vous lancer sans difficulté :
- Numéro atomique : Le numéro atomique d'un atome représente le nombre de protons de ce dernier
- Famille : L'UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée) a regroupé en 10 familles les éléments chimiques qui présentent des propriétés physiques et chimiques semblables
- Groupe : Chaque groupe correspond aux éléments chimiques présents dans une même colonne du tableau périodique des éléments
- Période : Chaque période correspond aux éléments chimiques présents dans une même ligne du tableau périodique des éléments. Ils partagent également le même nombre de couches électroniques. On en compte 7 au maximum
- Bloc : Les éléments périodiques sont classés par bloc selon leurs propriétés et selon les couches électroniques jusqu’auxquelles elles sont remplies
- Dureté : La dureté d'un matériau représente la résistance qu'il oppose à la pénétration. On peut la mesurer selon plusieurs méthodes : la méthode par pénétration, la méthode par rayage ou encore la méthode par rebondissement
- Point de fusion : Le point de fusion correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l'élément chimique fond, passant ainsi de l'état solide à l'état liquide
- Point d'ébullition : Le point d'ébullition correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l'élément chimique bout, passant ainsi de l'état liquide à l'état gazeux
Tableau de Mendeleïev : propriétés périodiques 🧪
Les éléments d'une même période ont le même nombre d'orbitales électroniques. À mesure que vous avancez d'une période à l'autre, le nombre d'électrons et la taille des atomes augmentent.
Taille atomique: la taille des atomes diminue de gauche à droite dans une période et augmente de haut en bas dans un groupe.
Énergie d'ionisation: l'énergie nécessaire pour retirer un électron d'un atome. Elle augmente de gauche à droite dans une période et diminue de haut en bas dans un groupe.
Électronégativité: la capacité d'un atome à attirer les électrons lorsqu'il forme une liaison chimique. Elle augmente de gauche à droite dans une période et diminue de haut en bas dans un groupe.
Qui était Dmitri Mendeleïev ? 👤
Dmitri Ivanovich Mendeleïev était un chimiste russe dont la contribution la plus célèbre est évidemment la création du fameux tableau périodique des éléments, qui a révolutionné la chimie.
🐣 Né à Tobolsk en Sibérie en 1834, il a perdu ses parents tôt dans la vie et a été élevé par sa tante.
🧑🏼🏫 Mendeleïev a commencé ses études à l'Université d'État de Saint-Pétersbourg et a obtenu son doctorat en 1856. Il a rapidement embrassé une carrière académique et a été nommé professeur à l'Université de Saint-Pétersbourg en 1867.
Sa vision novatrice s'est pleinement exprimée en 1869 avec la publication du premier tableau périodique des éléments.
⚛️ Son tableau périodique a été organisé en fonction des propriétés chimiques et des masses atomiques des éléments. Il présente une structure systématique qui a révélé des tendances périodiques.
Mendeleïev a même laissé des espaces vides pour des éléments non découverts à l'époque, ce qui permettait ainsi de prédire avec précision les propriétés de certains éléments futurs.
Entre 2004 et 2010, quatre nouveaux éléments ont été identifiés et validés par l'Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC).
Il s'agit de l'ununtrium (Uut), découvert en 2003 et confirmé par l'IUPAC en 2015, suivi de l'ununquadium (Uuq), découvert en 2004 et confirmé en 2016.
L'ununpentium (Uup) a été découvert en 2004 et sa confirmation officielle par l'IUPAC a eu lieu en 2013.
Enfin, l'ununhexium (Uuh), découvert entre 2000 et 2002, a été validé par l'IUPAC en 2011.
Outre le tableau périodique, Mendeleïev a travaillé sur divers sujets, de la thermodynamique à la pétrochimie. Il a également formulé la loi de périodicité des propriétés des éléments chimiques.
🥇 Reconnu pour ses contributions exceptionnelles, Mendeleïev a reçu de nombreux honneurs, dont la médaille Copley de la Royal Society en 1905.
Il est décédé en 1907 à l'âge de 72 ans. Son héritage dans le domaine de la chimie est indéniable. Son tableau périodique reste un outil fondamental pour la compréhension de la chimie moderne !
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Bonjour Yann, bravo pour vos écrits. Je vous invite à corriger deux coquilles :
1) une faute « Dmitri Mendeleïev travailla sur de nombreuses autres domaine » : nombreux
2) retour à la ligne après « ne pouvait y être placé. M »
Belle journée à vous
Pierre
Thank you for articles. congratulations.
I wonder the U shape of the table.
I want to know How can we make real chemicals in life please
des articles trés mesuré riche de savoir faire utile
nous devons formuler cette bibiliothéque sous forme de résumé