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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 102 — #110
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CHAPITRE 2 – CLASSIFICATION PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS
5.1 Genèse du tableau périodique
La forme actuelle du tableau périodique fut proposée par le chimiste russe Dimitri MENDELEIEV qui, d’après la légende, fit sa découverte en un seul jour de réflexion, le 17 février
1869. Il classa sous forme d’un tableau les 63 éléments chimiques alors connus en mettant
en exergue les similitudes de comportement chimique. En réalité, ce travail est le fruit d’une
réflexion nourrie par de nombreux chimistes durant plusieurs dizaines d’années. La première
tentative de répertoire des éléments chimiques incombe à LAVOISIER, FOURCROY, GUYTON
de MORVEAU et BERTHOLLET qui dressèrent dès 1787 une liste des 33 éléments connus. La
périodicité des propriétés chimiques fut soulignée en 1817 par un chimiste allemand, Johann
DOBEREINER, qui classa les éléments en fonction de leur réactivité chimique par groupes de
trois ( triades). Le caractère bidimensionnel de l’actuelle classification périodique (structure
en lignes et colonnes) fut proposé par Peter KREMERS, puis John NEWLANDS, chimiste
anglais, découvrit qu’en classant par masse atomique les différents éléments, chaque élément avait les mêmes propriétés que celui disposé huit cases avant (NEWLANDS parla de loi
des octaves). Une nouvelle étape était franchie. En 1868, le chimiste allemand Julius Lothar
MEYER élabora un premier tableau périodique mais ne publia son travail qu’en 1870. Ce retard laissa le nom de MENDELEIEV à la postérité puisqu’en 1869 le chimiste russe présenta
son tableau périodique des éléments. L’énorme succès de MENDELEIEV provient du caractère prédictif de son travail. En effet la classification proposée était incomplète et présentait
un certain nombre de cases vides : éléments non découverts mais pour lesquels il était déjà
possible de prévoir certaines caractéristiques physico-chimiques et la réactivité chimique. Ce
fut le cas du germanium, découvert en 1886, ou encore celui du gallium découvert en 1875.
Il fallut attendre 1913 et les travaux du théoricien hollandais Anton van den BROEK pour
préférer un classement en numéro atomique Z plutôt qu’en masse atomique. Cette hypothèse
fut validée la même année par les travaux de Henry MOSELEY sur les rayons X.
5.2 Aspect général de la classification périodique
La classification périodique des éléments répertorie tous les éléments chimiques connus, classés par numéro atomique Z croissant.
Périodicité des propriétés
L’idée fondatrice de la classification périodique des éléments est de mettre en évidence les
similitudes de comportement chimique des éléments lorsque le numéro atomique croît.
Considérons par exemple les trois métaux que sont le lithium (Z = 3), le sodium (Z = 11)
et le potassium (Z = 19). Ces métaux sont tous les trois moins denses que l’eau, ils sont
mous (sectionnés par un simple couteau) et possèdent une température de fusion basse (audessous de 200 °C). Ils sont tous les trois très réactifs vis-à-vis de l’eau (ils conduisent à des
hydroxydes solides, blancs, translucides et corrosifs) :
2 Li (s) + 2 H 2 O ()
=
2 LiOH (s) + H 2 (g)
2 Na (s) + 2 H 2 O ()
=
2 NaOH (s) + H 2 (g)
2 K (s)
+ 2 H 2 O ()
=
2 KOH (s)
+ H 2 (g)
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5.1 Genèse du tableau périodique
La forme actuelle du tableau périodique fut proposée par le chimiste russe Dimitri MENDELEIEV qui, d’après la légende, fit sa découverte en un seul jour de réflexion, le 17 février
1869. Il classa sous forme d’un tableau les 63 éléments chimiques alors connus en mettant
en exergue les similitudes de comportement chimique. En réalité, ce travail est le fruit d’une
réflexion nourrie par de nombreux chimistes durant plusieurs dizaines d’années. La première
tentative de répertoire des éléments chimiques incombe à LAVOISIER, FOURCROY, GUYTON
de MORVEAU et BERTHOLLET qui dressèrent dès 1787 une liste des 33 éléments connus. La
périodicité des propriétés chimiques fut soulignée en 1817 par un chimiste allemand, Johann
DOBEREINER, qui classa les éléments en fonction de leur réactivité chimique par groupes de
trois ( triades). Le caractère bidimensionnel de l’actuelle classification périodique (structure
en lignes et colonnes) fut proposé par Peter KREMERS, puis John NEWLANDS, chimiste
anglais, découvrit qu’en classant par masse atomique les différents éléments, chaque élément avait les mêmes propriétés que celui disposé huit cases avant (NEWLANDS parla de loi
des octaves). Une nouvelle étape était franchie. En 1868, le chimiste allemand Julius Lothar
MEYER élabora un premier tableau périodique mais ne publia son travail qu’en 1870. Ce retard laissa le nom de MENDELEIEV à la postérité puisqu’en 1869 le chimiste russe présenta
son tableau périodique des éléments. L’énorme succès de MENDELEIEV provient du caractère prédictif de son travail. En effet la classification proposée était incomplète et présentait
un certain nombre de cases vides : éléments non découverts mais pour lesquels il était déjà
possible de prévoir certaines caractéristiques physico-chimiques et la réactivité chimique. Ce
fut le cas du germanium, découvert en 1886, ou encore celui du gallium découvert en 1875.
Il fallut attendre 1913 et les travaux du théoricien hollandais Anton van den BROEK pour
préférer un classement en numéro atomique Z plutôt qu’en masse atomique. Cette hypothèse
fut validée la même année par les travaux de Henry MOSELEY sur les rayons X.
5.2 Aspect général de la classification périodique
La classification périodique des éléments répertorie tous les éléments chimiques connus, classés par numéro atomique Z croissant.
Périodicité des propriétés
L’idée fondatrice de la classification périodique des éléments est de mettre en évidence les
similitudes de comportement chimique des éléments lorsque le numéro atomique croît.
Considérons par exemple les trois métaux que sont le lithium (Z = 3), le sodium (Z = 11)
et le potassium (Z = 19). Ces métaux sont tous les trois moins denses que l’eau, ils sont
mous (sectionnés par un simple couteau) et possèdent une température de fusion basse (audessous de 200 °C). Ils sont tous les trois très réactifs vis-à-vis de l’eau (ils conduisent à des
hydroxydes solides, blancs, translucides et corrosifs) :
2 Li (s) + 2 H 2 O ()
=
2 LiOH (s) + H 2 (g)
2 Na (s) + 2 H 2 O ()
=
2 NaOH (s) + H 2 (g)
2 K (s)
+ 2 H 2 O ()
=
2 KOH (s)
+ H 2 (g)
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