Activite (seconde) : la classification periodique des elements








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ACTIVITE (seconde) : LA CLASSIFICATION PERIODIQUE DES ELEMENTS

INTRODUCTION

Revue Pour la science de novembre 1998

Article de Eric Scerri

« Le tableau de X est une des vedettes de la chimie : sous une forme synthétique, il rassemble une quantité considérable de connaissances. Suspendu au mur de la plupart des laboratoires de chimie du monde, présent sur les pages de garde de la plupart des manuels, il n’a pas d’équivalent dans les autres disciplines scientifiques.

Pendant près de deux siècles, les classifications d’éléments chimiques ont été discutées et perfectionnées. Après les travaux de X, les cases vides du tableau qu’il proposa ont été remplies par les chimistes ou par les physiciens qui découvrirent de nouveaux éléments.

Toutefois, les bouleversements scientifiques du début du siècle-la constitution de la théorie de la relativité et de la mécanique quantique n’ont pas remanié le tableau de X. Quelques découvertes ont semblé menacer ses fondements, mais, chaque fois, les scientifiques ont préservé sa structure, tout en incorporant les nouveaux résultats. Le tableau de X est remarquable par son ancienneté et par sa modernité.

Le tableau de X, qui matérialise la classification périodique des éléments chimiques, met en valeur des ressemblances chimiques entre ces éléments, à intervalles de numéros atomiques périodiques … »

  1. DESCRIPTION



  1. Consultez la classification périodique sur le rabat IV de votre livre. Observez les indications données pour chaque élément et en déduire selon quel critère les éléments sont classés.

  2. Combien de lignes contient la classification périodique ? Combien de colonnes ?

N.B. On pourra aussi consulter le site : http://www.icare.cnrs-orleans.fr/spip.php?rubrique163

  1. HISTORIQUE

Vous consulterez les sites internet dont les liens figurent ci-dessous afin de répondre aux questions suivantes :

  1. Quel chimiste est considéré comme le père de la classification périodique actuelle ? En quelle année a-t-il publié sa classification périodique ?

  2. Indiquer le critère de classement retenu par ce chimiste pour classer les éléments ? Est-ce le même aujourd’hui ?

http://mendeleiev.cyberscol.qc.ca/carrefour/historique.html

http://culturesciences.chimie.ens.fr/content/la-classification-periodique-de-lavoisier-a-mendeleiev-1229

  1. PRINCIPE DE CONSTRUCION



  1. Compléter l’extrait de la classification périodique se trouvant en annexe en indiquant la formule électronique des atomes de chaque élément.

  2. Que constate-t-on pour les atomes des éléments d’une même colonne ?

  3. A quoi correspond un changement de ligne dans le tableau périodique ?



  1. FAMILLES D’ELEMENTS

IV-1) La famille des métaux alcalins

La famille des métaux alcalins est constituée par les éléments de la deuxième colonne de la classification périodiques.

  1. Donnez leurs noms et leurs symboles.

  2. Observez l’expérience réalisée par le professeur (réaction du sodium avec l’eau). Connectez-vous sur le site de l’Université de Nottingham (http://www.periodicvideos.com/) et visualisez les vidéos relatives au potassium (K) et au césium (Cs) [c’est en Anglais, of course !]. Justifier le fait que l’on parle de famille pour les métaux alcalins.

IV-2) Les familles des halogènes et des gaz nobles

Situez les familles des halogènes et des gaz rares dans la classification périodique. Citez au moins une propriété commune aux éléments de chacune de ces familles.

IV-2) Propriétés chimiques voisines des éléments d’une même colonne

Les propriétés d’un élément sont essentiellement déterminées par sa structure électronique externe (ce sont les électrons de la couche externe, les moins fortement liés au noyau, qui interviennent lors des transformations chimiques).

Expliquer alors pourquoi les éléments d’une même colonne ont des propriétés chimiques semblables et constituent donc une famille.

  1. UTILISISATION DE LA CLASSIFICATION PERIODIQUE



  1. Quel est le nombre d’électrons externes des éléments de la première colonne (alcalins). Même question pour les éléments de la deuxième colonne (alcalino-terreux), de la treizième colonne et de la seizième colonne.

  2. L’oxygène appartient à la seizième colonne de la classification périodique, en déduire le nombre d’électrons sur sa couche externe ? Quel ion monoatomique stable peut-il former (justifier) ? Donner sa formule.

  3. Le magnésium appartient à la deuxième colonne de la classification périodique, en déduire le nombre d’électrons sur sa couche externe ? Quel ion monoatomique stable peut-il former (justifier) ? Donner sa formule.

  4. Le fluor appartient à la dix-septième colonne de la classification périodique, en déduire le nombre d’électrons sur sa couche externe ? Quel ion monoatomique stable peut-il former (justifier) ? Donner sa formule.



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