CHIMIE

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COURS
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Classification périodique des éléments
(*) Un métal est un bon conducteur
électrique et thermique. Sa conductivité
électrique est une fonction décroissante
de la température.
Un non-métal est généralement un mauvais
conducteur électrique et sa conductivité
augmente avec la température.
M = M + + e –
M(s) + H2O =
M + (aq) + HO – (aq) +
1 H2(g) 2
2 M(s) +
1 O2(g) = M2O(s) 2
Doc. 25 Réactivité des métaux
alcalins.
Doc. 26 Réduction de l’eau par le
sodium :
Na(s) + H2O = Na + (aq) + H2(g) +HO –
1
(aq)
2
Du fait de l’exothermicité de la
réaction, le dihydrogène formé
s’enflamme spontanément. Les ions
hydroxyde formés sont responsables
de la coloration rose de la phénolphtaléine,
initialement incolore.
■ Sixième période
Le remplissage de la sixième période présente une difficulté supplémentaire due à
la présence des sept orbitales 4f : le remplissage de l’orbitale 6s ( 55Cs et 56Ba) est
en effet suivi de celui des orbitales 4f et 5d, puis par celui des orbitales 6p (de 81Tl
à 86Rn).
Les exceptions à la règle de Klechkowski sont de plus en plus nombreuses. Les
vingt-trois éléments suivant le lanthane correspondent au remplissage de sept orbitales
4f pour les lanthanides (de Ce à Lu), puis des cinq orbitales 5d (de Hf à Hg).
■ Septième période
Enfin, la septième et dernière période est incomplète puisque, sur les trente-deux
éléments qu’elle est susceptible de contenir, seuls vingt-six ont jusqu’ici été expérimentalement
observés. Dans cette période où les orbitales 7s, 5f (série des actinides)
et 6d peuvent être occupées, les exceptions à la règle de Klechkowski sont
très fréquentes en début de période en raison de la proximité des niveaux énergétiques
5f et 6d.
La caractéristique essentielle de cette période est que tous les éléments de numéro
atomique Z >92, appelés parfois éléments transuraniens puisque situés après
l’uranium dans le Tableau périodique, sont radioactifs.
4.3.3. Analyse par colonnes ou familles
■ La dix-huitième et dernière colonne correspond aux éléments dont les atomes
ont une configuration électronique à l’état fondamental de la forme ns 2 np 6
(hormis l’hélium 1s 2 ). Ce sont les gaz nobles : l’hélium He, le néon Ne, l’argon
Ar, le krypton Kr, le xénon Xe et le radon Rn.
La saturation des sous-couches ns et np confère aux atomes de gaz nobles une stabilité
particulière. Ces atomes présentent une grande inertie chimique : quel que
soit leur état physique, les corps simples correspondants sont monoatomiques et
ne réagissent pratiquement pas avec les autres espèces chimiques, même si on peut
synthétiser quelques édifices polyatomiques contenant du xénon ou du krypton.
Dans les conditions usuelles de température et de pression, ce sont des gaz.
■ La première colonne (on exclut l’hydrogène qui correspond à un cas très particulier)
regroupe les alcalins (lithium Li, sodium Na, potassium K, rubidium Rb,
césium Cs et francium Fr). La configuration électronique de valence des atomes correspondants
s’écrit ns 1 . Les corps simples correspondants sont des métaux (*) , dits
métaux alcalins. L’unique électron de ces atomes peut facilement être arraché pour
former un cation isoélectronique du gaz noble qui le précède. Ces cations ont en effet
une stabilité particulière. Les métaux alcalins sont donc de bons réducteurs (doc. 25).
Ainsi, ils réagissent violemment avec l’eau à froid pour donner des hydroxydes
MOH et un dégagement de dihydrogène (doc. 26).
cristallisoir
plaque de plexiglass
ou de verre percée
de trous d’aération
sodium
eau additionnée de quelques
gouttes de phénolphtaléine