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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 109 — #117
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CLASSIFICATION PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS
sition, correspondant au remplissage des orbitales 5d. Il peut arriver qu’un électron occupe
une orbitale 5d au lieu d’une orbitale 4 f dans la famille des lanthanides. Les irrégularités
deviennent nombreuses en raison du très faible écart d’énergie (inférieur à 1 eV) entre les
orbitales 4 f , 5d et 6s (cas de La, Ce, Gd, Pt et Au). La septième période n’est pas complète,
les exceptions sont légions. Elle débute par le remplissage de l’orbitale 7s. Un groupe de 14
éléments suit immédiatement l’actinium et correspond au remplissage des orbitales 5 f : il
s’agit de la famille des actinides qui est expulsée au bas de la classification, à l’instar des
lanthanides. La classification se termine par des élements dont la sous-couche 6d est en cours
de remplissage.
Tous les membres de la famille des actinides sont radioactifs (propriété du noyau
atomique). En fait, à l’exception du plutonium Pu qui se trouve à l’état de traces,
les éléments au-delà de l’uranium U (éléments transuraniens) ne se rencontrent pas
à l’état naturel et sont synthétisés dans les réacteurs nucléaires. Ils possèdent une
durée de vie parfois très courte (inférieure à la seconde).
Notons qu’en réalité, au sein des actinides et des éléments du groupe 6d, le remplissage
est plus erratique. En raison de la proximité énergétique des orbitales 5 f et 6d, il n’est pas
facile de prédire, à partir de la seule connaissance des numéros atomiques, la configuration
électronique de l’état fondamental.
Structure en blocs
Il est intéressant de faire apparaître quatre blocs d’orbitales dans la classification périodique
(comme le montre la figure 2.23), en fonction de la nature des électrons de valence rencontrés dans chaque élément.
• Le premier bloc regroupe les éléments de configuration s 1 et s 2 et correspond donc aux
deux premières colonnes. Il s’agit du bloc s.
• Le deuxième bloc, qualifié de bloc p rassemble les éléments de configuration p n . Il débute
à la deuxième ligne par le bore et se termine par le néon. Ce bloc se poursuit verticalement
dans le reste de la classification.
• Le troisième bloc ou bloc d s’insère entre le bloc s et le bloc p. Il s’étend actuellement sur
quatre lignes (dernière ligne incomplète) et correspond à des sous-couches d en cours de
remplissage.
• Le quatrième bloc ou bloc f est regroupé en bas de classification périodique et s’intercale
à partir de la troisième période d’éléments de transition d. Il est constitué de deux lignes
(lanthanides et actinides).
Notons que la configuration électronique obéissant rigoureusement à la règle de KLECHKOWSKI, même si elle ne correspond pas toujours à la configuration réelle (c’est-à-dire expérimentale), permet de placer très rapidement un élément dans la classification périodique
à partir de la seule donnée du numéro atomique. Ainsi pour le cuivre Cu (Z = 29), la règle
de KLECHKOWSKI fournit la configuration :
1s
2 2s
2 2p
6 3s
2 3p
6 4s
2 3d
9
109
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sition, correspondant au remplissage des orbitales 5d. Il peut arriver qu’un électron occupe
une orbitale 5d au lieu d’une orbitale 4 f dans la famille des lanthanides. Les irrégularités
deviennent nombreuses en raison du très faible écart d’énergie (inférieur à 1 eV) entre les
orbitales 4 f , 5d et 6s (cas de La, Ce, Gd, Pt et Au). La septième période n’est pas complète,
les exceptions sont légions. Elle débute par le remplissage de l’orbitale 7s. Un groupe de 14
éléments suit immédiatement l’actinium et correspond au remplissage des orbitales 5 f : il
s’agit de la famille des actinides qui est expulsée au bas de la classification, à l’instar des
lanthanides. La classification se termine par des élements dont la sous-couche 6d est en cours
de remplissage.
Tous les membres de la famille des actinides sont radioactifs (propriété du noyau
atomique). En fait, à l’exception du plutonium Pu qui se trouve à l’état de traces,
les éléments au-delà de l’uranium U (éléments transuraniens) ne se rencontrent pas
à l’état naturel et sont synthétisés dans les réacteurs nucléaires. Ils possèdent une
durée de vie parfois très courte (inférieure à la seconde).
Notons qu’en réalité, au sein des actinides et des éléments du groupe 6d, le remplissage
est plus erratique. En raison de la proximité énergétique des orbitales 5 f et 6d, il n’est pas
facile de prédire, à partir de la seule connaissance des numéros atomiques, la configuration
électronique de l’état fondamental.
Structure en blocs
Il est intéressant de faire apparaître quatre blocs d’orbitales dans la classification périodique
(comme le montre la figure 2.23), en fonction de la nature des électrons de valence rencontrés dans chaque élément.
• Le premier bloc regroupe les éléments de configuration s 1 et s 2 et correspond donc aux
deux premières colonnes. Il s’agit du bloc s.
• Le deuxième bloc, qualifié de bloc p rassemble les éléments de configuration p n . Il débute
à la deuxième ligne par le bore et se termine par le néon. Ce bloc se poursuit verticalement
dans le reste de la classification.
• Le troisième bloc ou bloc d s’insère entre le bloc s et le bloc p. Il s’étend actuellement sur
quatre lignes (dernière ligne incomplète) et correspond à des sous-couches d en cours de
remplissage.
• Le quatrième bloc ou bloc f est regroupé en bas de classification périodique et s’intercale
à partir de la troisième période d’éléments de transition d. Il est constitué de deux lignes
(lanthanides et actinides).
Notons que la configuration électronique obéissant rigoureusement à la règle de KLECHKOWSKI, même si elle ne correspond pas toujours à la configuration réelle (c’est-à-dire expérimentale), permet de placer très rapidement un élément dans la classification périodique
à partir de la seule donnée du numéro atomique. Ainsi pour le cuivre Cu (Z = 29), la règle
de KLECHKOWSKI fournit la configuration :
1s
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2 2p
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2 3p
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