Le tableau périodique et
la notation de Lewis
Classification des éléments
Chaque rangée est nommée
« période ». Chaque numéro de la période représente le nombre de couche électroniques
(nombre d’orbites autour du noyau). Il y ne peu donc pas y avoir plus que 7 couches dans un atome.
Périodes (rangées)
Famille
(colonnes)
Les éléments de la même colonne constituent une
« famille ».
Le chiffre romain que nous retrouvons en dessous du chiffre qui identifie la famille représente le nombre d’électron de valence.
Chiffre romain
Le premier (série A) représente les éléments représentatif. Le
deuxième (série B) représente les éléments de transition.
Lettre A et B
Classification des éléments (suite)
Le numéro atomique est utilisé pour classé les éléments du tableau en ordre croissant. Il
représente aussi le nombre de protons présents dans l’atome.
Numéro atomique
La charge ionique représente le nombre d’électrons que
l’élément a besoins de plus ou de moins pour être complet. Une fois que la charge est complète, l’élément de réagi plus.
Charge ionique
Escalier
D’un côté nous avons les métaux et de l’autre, nous retrouvons les non-métaux. Les éléments les plus collé sur l’escalier sont des métalloïdes.
Métaux
Métalloïdes Non-métaux
Classification des éléments (suite)
Vert pour les métalloïdes
Semi-conducteurs
Bleu pour les métaux
Conducteurs
Orange pour les non-métaux
Ils ne sont pas conducteurs
Écriture noire
Élément naturel
Écriture blanche
Élément synthétique
• Les familles chimique ont des propriétés semblables
• Elles sont situés sur une colonne
• Chaque élément a le même nombre d’électrons sur leur dernière couche électronique que ceux de sa famille Alcalins
• Métaux mous et réactifs
• Réagissent fortement avec les halogènes
• Toujours composés
Alcalino- terreux
• Métaux malléables,
réactifs, brûlant facilement
• Forment des composés
Halogènes
• Non-métaux réagissant facilement
• Peuvent former des composés (sels)
Gaz nobles
• Gaz très stables
• Peu réactifs
• Trouvés à l’état naturel
Lanthanides
• Métaux de transition
• Plutôt stables
Actinides
• Métaux lourds
• Radioactifs (donc peu stables)
Métaux de transition
• Comptent de plus en plus d’électrons sur leur orbite externe
• Forment des composés colorés
Métaux pauvres
• Mous
• Point de fusion bas
Métalloïdes
• Propriétés intermédiaires entre métaux et non-métaux
Familles chimiques
Les périodes du tableau périodique
• La Période est une rangée dans le
tableau périodique
• Le numéro de la rangée équivaut aux nombres de couches
électroniques
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 50 100 150 200 250 300 350
Exemple : rayon atomique en fonction de la masse
Rayon atomique
1
2 3 4 5 6
Période
Propriétés périodiques:
Rayon de l’atome: diminue durant chaque période
Points d’ébullition : élevés pour les atomes ayant une faible masse volumique
Énergie d’ionisation (énergie nécessaire pour extraire un électron à un atome) : augmente durant chaque période
Électronégativité (tendance d’un atome à
prendre des électrons en présence d’un autre
atome) : augmente durant chaque période
Électrons de valence
Les électrons de valence occupent la couche électronique la plus externe d'un atome.
Ils sont les électrons d'un atome qui interviennent dans les liaisons chimiques.
Électron de valence
Couche électronique
Électron
Comment déduire la structure d’un atome à partir du tableau périodique ?
Prenons par exemple l’oxygène et trouvons sa structure
Voici un tableau périodique
= Neutron
= Proton
= Électron
Le numéro de période indique
le nombre de couches électroniques Le numéro atomique indique
le nombre de protons et d’électrons
Le chiffre romain indique le nombre d’électrons de valence
La première couche électronique peut contenir 2 électrons maximum
Grace à la masse, on peut obtenir le nombre de neutrons en soustrayant le nombre de protons
16 – 8 = 8
masse protons neutrons
Comment déduire la structure d’un
atome à partir du tableau périodique ?
La notation de Lewis
Inventée en 1916 par Gilbert Newton Lewis
Représentation :
Des points, représentant des électrons de valence, sont placé autour du symbole chimique.
Les points sont disposé comme les points cardinaux (Nord, Sud, Est, Ouest)
Si les 4 cotés ont déjà un point, on double les points.
Les électrons célibataires deviennent alors des doublets d’électrons
O
Nord
Sud
Ouest Est
Points cardinaux
Doublet d’électrons Électron
célibataire
Symbole chimique
Électron de valence
Les isotopes
QU’EST-CE QU’UN ISOTOPE?
Un isotope est un atome qui possède le même nombre de protons qu’un autre atome d’un même élément, mais qui a un nombre de neutrons différent.
Donc:
- Ils ont le même nombre d’électrons et de protons.
- Ils ont un nombre de neutrons différent.
- Ils ont les même propriété chimique.
- Leurs propriétés physiques sont différentes, en raison du nombre de neutrons différent.
Les isotopes sont identifiés par leurs nombres de masse ou par leur numéro atomique.
La masse d’un atome est déterminée par le nombre de protons ou d’électrons
additionné au nombre de neutrons.
Voici un exemple avec l’hydrogène:
PROTON ELECTR
ON NEUTRO
N PROTIUM
(H
1)
DEUTÉRIU M (H
2)
TRITIUM (H
3)
P E N
P N P
E
E E
N
N P
MASSE = 1 MASSE = 2 MASSE = 3
Le numéro atomique est le nombre de protons. Tous les isotopes d’un même élément ont le même numéro atomique.
Voici la façon de noter les isotopes :
1 H
NUMÉRO 2
ATOMIQUE NOMBRE DE
MASSE
ABRÉVIATIO N
(H=HYDROG ÈNE)
MAIS, À QUOI SERT UN ISOTOPE?
Les isotopes ne servent pas tous a quelque chose?
Le carbone 14 est un dérivé du carbone 12, il sert à attribuer une date (age) à des objets anciens (os, poterie, etc.)
Le carbone 14 est radioactif, car les neutrons
supplémentaires du noyau rendent l'atome instable.
Alors, il se désagrège et devient moins lourd.
En comparant, le nombre de carbone 14 par rapport au nombre de carbone 12, il est possible de
déterminer l’âge d’un objet.
Lorsqu’ils sont séparés, un des deux isotopes de l’uranium sert à créer des bombes nucléaires.
À l’état naturel, l’uranium est un mélange d’isotope, dont seulement environ 0,7% est de l’uranium 235.
Pour fabriquer des
bombes nucléaires, il est nécessaire de séparer l’uranium 235 de
l’uranium 238.
Séparation de l’uranium 235 de l’uranium 238 à l’intérieur de cylindres semblables à ceux qui
sont représentés sur la photo.
