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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 108 — #116
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CHAPITRE 2 – CLASSIFICATION PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS
(bore, carbone, azote, fluor et néon). Le néon termine la ligne (configuration électronique
1s 2 2s 2 2p 6 ). la couche n = 2 est alors complète, la construction de la classification se poursuit par le remplissage d’une orbitale 3s et donc par un passage à la troisième ligne. La
troisième période est complétée de façon rigoureusement identique à la deuxième période
(remplissage successif des orbitales 3s et 3p). La ligne débute par le sodium (configuration
électronique [Ne] 3s 1 ) et se termine par l’argon (configuration électronique [Ne] 3s 2 3p 6 ).
Éléments de transition
La quatrième période débute par le remplissage de la sous-couche 4s avec le potassium K
(configuration électronique [Ar] 4s 1 ) et le calcium Ca (configuration électronique [Ar] 4s 2 ).
Elle se termine par le remplissage de la sous-couche 4p (du gallium Ga jusqu’au krypton
Kr). Entre ces deux groupes d’orbitales se situe une série de transition qui correspond à
l’occupation progressive des orbitales 3d. Une série de transition est rencontrée à chaque
fois que le remplissage d’une sous-couche n < n a lieu après celui de l’orbitale ns. Ici, le
remplissage des orbitales 3d intervient après celui de l’orbitale 4s mais avant celui des orbitales 4p ; dans la classification périodique ceci se manifeste par l’intercalation d’un groupe
de 10 éléments (du scandium Sc au zinc Zn) dans la quatrième ligne : il s’agit de la première
série des métaux de transition. Ce groupe de 10 éléments correspond aux 10 électrons qui
peuvent occuper les 5 orbitales d.
Un élément de transition correspond au remplissage partiel d’une orbitale d ou f pour
l’atome ou pour un ion usuel de l’élément
Définition
Ainsi,
• le titane, de configuration de valence 3d 3 4s 2 est un élément de transition (il appartient à la
première série des métaux de transition à cause de son orbitale 3d non saturée) ;
• le cobalt, de configuration de valence 3d 7 4s 2 est aussi un élément de la première série des
métaux de transition ;
• le zinc, de configuration de valence 3d 10 4s 2 , n’est pas selon la définition proposée un
métal de transition (l’ion Zn 2+ a la configuration 3d 10 4s 0 ).
La structure de la cinquième période est identique à celle de la quatrième période. Elle
débute par le remplissage de la sous-couche 5s et se termine par celui de la sous-couche
5p. Entre ces deux groupes d’orbitales s’intercale une série de transition (deuxième série
des métaux de transition) correspondant au remplissage des orbitales 4d. Les exceptions aux
règles de remplissage se multiplient à cause de la proximité énergétique des orbitales 4d et
5s (cas de Nb, Mo, Ru, Rh, Pd et Ag). La sixième période est plus complexe : elle débute
par le remplissage de l’orbitale 6s, se termine par celui des orbitales 6p mais voit l’intercalation de deux séries de transition (correspondant au remplissage des orbitales 4 f et 5d).
Le groupe de 14 éléments correspondant au remplissage des orbitales f suit immédiatement
le lanthane. Il s’agit de la famille des lanthanides. Pour des raisons de lisibilité, ce groupe
est expulsé hors de la classification et se trouve traditionnellement au bas du tableau. Seule
reste dans la classification au niveau de la sixième ligne la troisième série de métaux de tran108
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CHAPITRE 2 – CLASSIFICATION PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS
(bore, carbone, azote, fluor et néon). Le néon termine la ligne (configuration électronique
1s 2 2s 2 2p 6 ). la couche n = 2 est alors complète, la construction de la classification se poursuit par le remplissage d’une orbitale 3s et donc par un passage à la troisième ligne. La
troisième période est complétée de façon rigoureusement identique à la deuxième période
(remplissage successif des orbitales 3s et 3p). La ligne débute par le sodium (configuration
électronique [Ne] 3s 1 ) et se termine par l’argon (configuration électronique [Ne] 3s 2 3p 6 ).
Éléments de transition
La quatrième période débute par le remplissage de la sous-couche 4s avec le potassium K
(configuration électronique [Ar] 4s 1 ) et le calcium Ca (configuration électronique [Ar] 4s 2 ).
Elle se termine par le remplissage de la sous-couche 4p (du gallium Ga jusqu’au krypton
Kr). Entre ces deux groupes d’orbitales se situe une série de transition qui correspond à
l’occupation progressive des orbitales 3d. Une série de transition est rencontrée à chaque
fois que le remplissage d’une sous-couche n < n a lieu après celui de l’orbitale ns. Ici, le
remplissage des orbitales 3d intervient après celui de l’orbitale 4s mais avant celui des orbitales 4p ; dans la classification périodique ceci se manifeste par l’intercalation d’un groupe
de 10 éléments (du scandium Sc au zinc Zn) dans la quatrième ligne : il s’agit de la première
série des métaux de transition. Ce groupe de 10 éléments correspond aux 10 électrons qui
peuvent occuper les 5 orbitales d.
Un élément de transition correspond au remplissage partiel d’une orbitale d ou f pour
l’atome ou pour un ion usuel de l’élément
Définition
Ainsi,
• le titane, de configuration de valence 3d 3 4s 2 est un élément de transition (il appartient à la
première série des métaux de transition à cause de son orbitale 3d non saturée) ;
• le cobalt, de configuration de valence 3d 7 4s 2 est aussi un élément de la première série des
métaux de transition ;
• le zinc, de configuration de valence 3d 10 4s 2 , n’est pas selon la définition proposée un
métal de transition (l’ion Zn 2+ a la configuration 3d 10 4s 0 ).
La structure de la cinquième période est identique à celle de la quatrième période. Elle
débute par le remplissage de la sous-couche 5s et se termine par celui de la sous-couche
5p. Entre ces deux groupes d’orbitales s’intercale une série de transition (deuxième série
des métaux de transition) correspondant au remplissage des orbitales 4d. Les exceptions aux
règles de remplissage se multiplient à cause de la proximité énergétique des orbitales 4d et
5s (cas de Nb, Mo, Ru, Rh, Pd et Ag). La sixième période est plus complexe : elle débute
par le remplissage de l’orbitale 6s, se termine par celui des orbitales 6p mais voit l’intercalation de deux séries de transition (correspondant au remplissage des orbitales 4 f et 5d).
Le groupe de 14 éléments correspondant au remplissage des orbitales f suit immédiatement
le lanthane. Il s’agit de la famille des lanthanides. Pour des raisons de lisibilité, ce groupe
est expulsé hors de la classification et se trouve traditionnellement au bas du tableau. Seule
reste dans la classification au niveau de la sixième ligne la troisième série de métaux de tran108