L’essentiel du cours 627
5 Architecture du tableau périodique
Le tableau périodique que nous utilisons aujourd’hui (figure 23.16) est le descendant du tableau
proposé en 1869 par Dmitri Mendeleïev (1834-1907). Dans la version historique, D. Mendeleïev
avait classé les atomes par masses atomiques croissantes, en les regroupant en colonne lorsqu’ils
avaient des propriétés chimiques similaires.
Retour au contexte
Avant de commencer ce chapitre, nous nous demandions pourquoi D. Mendeleïev avait dû faire
des inversions d’atomes dans son tableau. Nous pouvons désormais répondre à cette question.
Les propriétés chimiques étant dues aux électrons de valence, les atomes ayant des propriétés
chimiques similaires sont ceux ayant une configuration électronique de valence similaire. Dans le
tableau périodique actuel, les éléments chimiques sont classés par numéro atomique Z croissant,
avec une disposition en colonne pour les éléments ayant des configurations de valence similaires. Le
tellure ( 52 Te) doit être placé avant l’iode ( 53 I) car il possède un électron de moins, et cela malgré
les masses atomiques qui valent respectivement 127,6 uma et 126,9 uma.
Le tableau périodique actuel
Le tableau (figure 23.16) est composé de 118 cases correspondant aux 118 éléments chimiques
connus aujourd’hui. Chaque élément chimique pouvant être composé de nombreux isotopes, il existe
aujourd’hui plus de 3000 nucléides connus dont 250 environ sont stables et naturels. Les autres sont
radioactifs (naturels ou artificiels). À partir de l’uranium (Z = 92), tous les éléments chimiques
sont radioactifs.
Les éléments chimiques sont classés de gauche à droite par numéro atomique Z croissant, et on
change de ligne lorsqu’on commence à remplir une nouvelle sous-couche ns. Le tableau est alors
composé de sept lignes appelées périodes et de 18 colonnes (ou groupes). On parle de période,
et donc de tableau périodique, car les propriétés chimiques se retrouvent (approximativement)
périodiquement lorsqu’on passe d’une ligne à l’autre. Cette périodicité est due à la similitude
des configurations de valence des éléments situés sur une même colonne. Par exemple, l’oxygène
(ligne 2) a une configuration de valence 2s
2 2p
4 , similaire à la configuration 3s
2 3p
4 du soufre, situé
sur la même colonne mais sur la ligne 3.
On distingue aussi quatre blocs : s, p, d et f en référence à la dernière sous-couche en cours
de remplissage. Chaque bloc est constitué d’autant de colonnes que la sous-couche peut accueillir
d’électrons, soit 2(2l + 1) colonnes. La structure en blocs est donnée figure 23.16 où sont aussi
précisés les numéros atomiques et les masses molaires de chaque élément chimique (en g · mol
−1 ).
Pour finir, chaque colonne correspond à une famille chimique, l’élément hydrogène et le bloc f
étant placés à part.
Nous décrivons ci-dessous quelques familles chimiques. Les états physiques stables des corps purs
cités sont précisés à 25
◦ C sous une pression de 1 bar.
La famille des gaz nobles (située colonne 18)
Les éléments chimiques de la famille des gaz nobles ont une configuration électronique en ns
2 np
6
(sauf l’hélium dont la configuration électronique est 1s
2 ). Leur couche de valence complètement
remplie leur confère une grande stabilité. Ils ne cherchent donc pas à changer d’environnement
électronique et sont très peu réactifs. Ils sont stables sous forme de gaz monoatomiques.
L’hydrogène 1 H
C’est élément chimique le plus petit. De configuration électronique 1s
1 , cet élément peut facilement
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
partagelivrescpge.blogspot.com
5 Architecture du tableau périodique
Le tableau périodique que nous utilisons aujourd’hui (figure 23.16) est le descendant du tableau
proposé en 1869 par Dmitri Mendeleïev (1834-1907). Dans la version historique, D. Mendeleïev
avait classé les atomes par masses atomiques croissantes, en les regroupant en colonne lorsqu’ils
avaient des propriétés chimiques similaires.
Retour au contexte
Avant de commencer ce chapitre, nous nous demandions pourquoi D. Mendeleïev avait dû faire
des inversions d’atomes dans son tableau. Nous pouvons désormais répondre à cette question.
Les propriétés chimiques étant dues aux électrons de valence, les atomes ayant des propriétés
chimiques similaires sont ceux ayant une configuration électronique de valence similaire. Dans le
tableau périodique actuel, les éléments chimiques sont classés par numéro atomique Z croissant,
avec une disposition en colonne pour les éléments ayant des configurations de valence similaires. Le
tellure ( 52 Te) doit être placé avant l’iode ( 53 I) car il possède un électron de moins, et cela malgré
les masses atomiques qui valent respectivement 127,6 uma et 126,9 uma.
Le tableau périodique actuel
Le tableau (figure 23.16) est composé de 118 cases correspondant aux 118 éléments chimiques
connus aujourd’hui. Chaque élément chimique pouvant être composé de nombreux isotopes, il existe
aujourd’hui plus de 3000 nucléides connus dont 250 environ sont stables et naturels. Les autres sont
radioactifs (naturels ou artificiels). À partir de l’uranium (Z = 92), tous les éléments chimiques
sont radioactifs.
Les éléments chimiques sont classés de gauche à droite par numéro atomique Z croissant, et on
change de ligne lorsqu’on commence à remplir une nouvelle sous-couche ns. Le tableau est alors
composé de sept lignes appelées périodes et de 18 colonnes (ou groupes). On parle de période,
et donc de tableau périodique, car les propriétés chimiques se retrouvent (approximativement)
périodiquement lorsqu’on passe d’une ligne à l’autre. Cette périodicité est due à la similitude
des configurations de valence des éléments situés sur une même colonne. Par exemple, l’oxygène
(ligne 2) a une configuration de valence 2s
2 2p
4 , similaire à la configuration 3s
2 3p
4 du soufre, situé
sur la même colonne mais sur la ligne 3.
On distingue aussi quatre blocs : s, p, d et f en référence à la dernière sous-couche en cours
de remplissage. Chaque bloc est constitué d’autant de colonnes que la sous-couche peut accueillir
d’électrons, soit 2(2l + 1) colonnes. La structure en blocs est donnée figure 23.16 où sont aussi
précisés les numéros atomiques et les masses molaires de chaque élément chimique (en g · mol
−1 ).
Pour finir, chaque colonne correspond à une famille chimique, l’élément hydrogène et le bloc f
étant placés à part.
Nous décrivons ci-dessous quelques familles chimiques. Les états physiques stables des corps purs
cités sont précisés à 25
◦ C sous une pression de 1 bar.
La famille des gaz nobles (située colonne 18)
Les éléments chimiques de la famille des gaz nobles ont une configuration électronique en ns
2 np
6
(sauf l’hélium dont la configuration électronique est 1s
2 ). Leur couche de valence complètement
remplie leur confère une grande stabilité. Ils ne cherchent donc pas à changer d’environnement
électronique et sont très peu réactifs. Ils sont stables sous forme de gaz monoatomiques.
L’hydrogène 1 H
C’est élément chimique le plus petit. De configuration électronique 1s
1 , cet élément peut facilement
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