Le tableau périodique des éléments (TPE)

I - La classification périodique des éléments

II - Explication du tableau périodique des éléments

III - Tableau périodique des éléments

I - La classification périodique des éléments

En chimie, le terme de classification périodique correspond à la loi selon laquelle de nombreuses propriétés physiques et chimiques des éléments tendent à se répéter de façon systématique dans l'ordre croissant des numéros atomiques. Le terme classification périodique ou tableau périodique désigne également la représentation graphique de la loi sous forme de tableau regroupant tous les éléments connus. Dans le tableau périodique, les propriétés des éléments se reproduisent avec une certaine périodicité. Ainsi, les atomes séparés par 2, 8, 18 et 32 éléments ont certaines propriétés semblables. Par exemple, le second élément (hélium) a une réactivité chimique semblable au 10e élément (néon), au 18e (argon), au 36e (krypton), au 54e (xénon) et au 86e élément (radon). Par exemple, la famille chimique des halogènes, constituée des éléments 9 (fluor), 17 (chlore), 35 (brome), 53 (iode) et 85 (astate), regroupe des composés extrêmement réactifs.

Cette loi a été indépendamment établie par deux chimistes : en 1869 par le Russe Dimitry Mendeleïev et, en 1870, par l'Allemand Julius Lothar Meyer. Ils se rendirent compte que les précédentes tentatives avaient échoué en raison du nombre d'éléments à découvrir, et que l'on devait réserver des cases pour ces éléments dans le tableau. Ainsi, même si aucun élément connu n'avait une masse atomique comprise entre celle du calcium et celle du titanium, Mendeleïev laissa un espace vacant dans sa table. Plus tard, cet espace fut assigné à l'élément scandium, découvert en 1879 et dont les propriétés justifiaient sa position dans la séquence des éléments. La découverte du scandium s'avéra être l'une des nombreuses vérifications spectaculaires des prédictions de la classification périodique. La validation de cette loi accéléra le développement de la chimie inorganique.

II - Explication du tableau périodique des éléments

Le tableau périodique des éléments a été conçu à partir de la table de Mendeleïev, qui a subi des corrections et des additions. Dans ce tableau, les éléments sont rangés horizontalement dans l'ordre croissant des masses atomiques. Ils occupent sept rangées horizontales appelées périodes et dix-huit colonnes verticales appelés groupes. La première période contient deux éléments, l'hydrogène et l'hélium, et les deux périodes suivantes contiennent chacune huit éléments. Ces trois rangées sont les périodes courtes. Les autres périodes, ou périodes longues, sont constituées de 18  éléments, comme les périodes 4 et 5, ou de 32 éléments comme la période 6. La longue période 7 comprend la série des actinides, complétée par des noyaux radioactifs à partir de l'élément 103, le lawrencium et par les éléments transuraniens.

Dans le tableau périodique, les familles des colonnes verticales sont traditionnellement désignées de gauche à droite par des chiffres romains suivis du symbole a ou b. La lettre b se réfère aux groupes des éléments de transition. Un autre procédé de numérotation, de plus en plus populaire, a été adopté par l'IUPAC. Ce nouveau système numérote simplement les colonnes verticales de 1 à 18 de gauche à droite du tableau périodique. Les éléments d'un groupe ont des propriétés réactionnelles très voisines qui diffèrent sensiblement de celles des éléments appartenant aux autres groupes. Par exemple, à l'exception de l'hydrogène, les éléments du groupe  1 (ou Ia) sont des métaux de valence +1, alors que la colonne 17 (ou VIIa) privée de l'astate regroupe des éléments non métalliques, formant couramment des composés dans lesquels ils ont une valence de -1. Le tableau qui est présenté ici affiche les deux notations.

La disposition du tableau respecte également la théorie de la couche atomique selon laquelle les électrons d'un atome sont organisés en couches. En observant le tableau on remarque en effet que la première couche électronique peut contenir jusqu'à 2 électrons, que la seconde couche contient un maximum de 8 électrons, que la troisième sature à 18 électrons, etc…

III - Tableau périodique des éléments

Voici une représentation du tableau périodique des éléments. Cliquez sur un élément pour obtenir des informations sur celui-ci.

Les différentes données :

Certaines valeurs de certains éléments ne sont pas définies. En effet, parfois des propriétés ne sont pas encore définies, notamment pour les atomes artificiels ayant un numéro atomique élevé : ils ne sont pas assez stables pour pouvoir être analysés.

Remarque : Les éléments 110, 111, 112, 114, 116 et 118 n'ayant été découverts que récemment (entre 1994 et 1999) aucun nom officiel ne leur a encore été attribué. On les appelle donc par leur numéral latin (Ununnilium pour Un Un Zéro, Unununium pour Un Un Un, etc…).