Le tableau périodique est un affichage des éléments chimiques présentés sous forme de tableau. L'ordre des éléments chimiques est organisé en fonction de plusieurs facteurs tels que le numéro atomique, la configuration électronique et les propriétés chimiques.
Le tableau périodique contient tous les éléments chimiques reconnus internationalement et est divisé en 4 blocs, dont les blocs -s, -p, -d et -f. Chaque ligne du tableau est appelée une période, tandis que la colonne est appelée un groupe. En général, dans une période (ligne), la gauche est métallique et la droite est non métallique.
Dans le tableau périodique standard, les éléments sont disposés en fonction de leur numéro atomique croissant (le nombre de protons dans le noyau atomique). Une nouvelle ligne (période) commence lorsque la nouvelle couche d'électrons a son premier électron. La colonne (groupe) est déterminée en fonction de la configuration électronique; les éléments qui ont le même nombre d'électrons dans une sous-couche particulière sont dans la même colonne. Par exemple, l'oxygène et le sélénium sont dans la même colonne car ils ont tous deux quatre électrons dans leur sous-couche externe.
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Les éléments ayant des propriétés chimiques similaires sont généralement regroupés dans les mêmes groupes sur le tableau périodique, bien que dans le bloc f, et certains se trouvent dans le bloc d, les éléments de la même période ont tendance à avoir des propriétés chimiques similaires. Par conséquent, il est relativement facile d'estimer les propriétés chimiques d'un élément si vous connaissez les propriétés des éléments qui l'entourent.
En 2016, au moins 118 éléments ont été confirmés dans le tableau périodique. Ceux-ci incluent les éléments 1 (hydrogène) à 118 (oganesson), avec des ajouts récents tels que le nihonium, le moscovium, la tennessine et l'oganesson, confirmés par l'Union internationale de chimie pure et appliquée (UICPA).
Parmi tous les éléments, 94 existent naturellement; Les 24 autres, de l'américium au copernicium en passant par le flerovium et le livermorium, ne sont présents que lorsqu'ils sont synthétisés en laboratoire. Sur les 94 éléments naturels, 84 d'entre eux sont primordiaux (éléments anciens). Les 10 autres apparaissent lorsqu'il y a décomposition des éléments primordiaux.
Aucun élément plus lourd que l'éinsteinium (élément 99) ne se trouve en grande quantité et sous forme pure. Même astatine (élément 85); le francium (élément 87) n'est détectable que sous forme d'émission lumineuse d'une quantité microscopique (300 000 atomes).
Groupements d'éléments chimiques
Plusieurs catégories peuvent être largement appliquées aux éléments, y compris en tenant compte de leurs propriétés physiques et chimiques générales, de l'état de la matière dans l'abondance des conditions, de leurs points de fusion et d'ébullition, de leur densité, de leur structure cristalline en tant que solide et de leur origine.
Caractéristiques générales
Sur la base de leurs propriétés physiques et chimiques, les éléments existants sont divisés en trois catégories, à savoir les métaux, les métalloïdes et les non-métaux.
Les métaux sont généralement des solides lustrés à haute conductivité, peuvent former des alliages avec d'autres métaux et former des composés ioniques similaires aux sels avec des non-métaux (autres que les gaz nobles). La plupart des non-métaux sont des gaz incolores ou incolores; les non-métaux qui forment des composés avec d'autres non-métaux sont liés de manière covalente. Entre les métaux et les non-métaux, il y a des métalloïdes, qui ont des propriétés entre les métaux et les non-métaux ou un mélange des deux.
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Une classification plus détaillée est souvent indiquée par la présentation des couleurs dans le tableau périodique. Ce système limite les termes "métal" et "non métallique" à un certain nombre de métaux et de non-métaux provenant d'un grand nombre de métaux et de non-métaux.
Les métaux et les non-métaux peuvent être classés en sous-catégories montrant la gradation des propriétés du métal au non-métal, pour les éléments de la même période.
Les métaux sont divisés en métaux alcalins réactifs, métaux alcalino-terreux moins réactifs, lanthanides et actinides, métaux de transition et métaux post-transition avec les propriétés physiques et chimiques les plus faibles.
Les non-métaux sont divisés en non-métaux polyatomiques, non-métaux qui ressemblent davantage aux métalloïdes; non-métaux diatomiques, non-métaux essentiels; et les gaz rares monoatomiques, qui sont non métalliques et presque complètement inertes.
Métal
- 78% de tous les éléments connus sont des métaux
- Placé sur le côté gauche du tableau périodique
- Habituellement solide à température ambiante
- Ont généralement des points de fusion et d'ébullition élevés
- Bon conducteur de chaleur et d'électricité
- Peut être martelé et étiré
Non métallique
- Situé en haut à droite du tableau périodique
- Au total, il y a 22 non-métaux
- Généralement un solide ou un gaz à température ambiante
- Points de fusion et d'ébullition bas
- Mauvais conducteur de chaleur et d'électricité
Métalloïde
- Présente des propriétés métalliques et non métalliques
Exemples: silicium, germanium, arsenic et antimoine
L'état de la matière
Un autre élément de base couramment utilisé pour distinguer les éléments chimiques est l'état de la matière (phase), qui est solide, liquide ou gazeuse, à température et pression standard (STP).
La plupart des éléments sont solides aux températures et à la pression atmosphérique conventionnelles, tandis que certains sont des gaz. Seuls le brome et le mercure sont liquides à 0 ° C (32 ° F) et à la pression atmosphérique normale; Le césium et le gallium sont solides à cette température, mais ils fondent à des températures respectivement de 28,4 ° C (83,1 ° F) et 29,8 ° C (85,6 ° F).
Points de fusion et d'ébullition
Les points de fusion et d'ébullition, généralement exprimés en degrés Celsius à la pression d'une atmosphère, sont généralement utilisés pour définir le caractère de divers éléments. Ces caractéristiques pour la plupart des éléments sont connues, cependant, pour certains des éléments radioactifs disponibles en très petites quantités ne sont pas connues. L'hélium reste dans son état liquide même au zéro absolu à la pression atmosphérique, de sorte qu'il n'a qu'un point d'ébullition et pas de point de fusion dans la présentation conventionnelle.
Densité
La densité à une certaine température et pression standard (STP) est souvent utilisée pour déterminer le caractère des éléments. La densité est souvent exprimée en grammes par centimètre cube (g / cm3).
Certains gaz qui à la température mesurée sont gazeux, leur densité est généralement exprimée pour leur état gazeux; Lorsqu'ils sont liquéfiés ou solidifiés, les éléments gazeux ont la même densité que les autres éléments.
Lorsqu'un élément a des allotropes de densité différente, l'un des allotropes représentatifs est généralement sélectionné dans la présentation de conclusion, tandis que la densité pour chaque allotrope peut être indiquée dans la section des détails. Par exemple, les trois allotropes bien connus du carbone (carbone amorphe, graphite et diamant) ont une densité de 1,8 à 2,1 chacun; 2.267; et 3,515 g / cm3.
Structure en cristal
Les éléments étudiés à ce jour comme échantillons solides ont huit types de structures cristallines: cubique, cubique centre du corps, cubique face centrée, hexagonale, monoclinique, orthorhombique, rhomboédrique et tétragonale.
Pour certains éléments transuraniens synthétiques, très peu d'échantillons sont disponibles pour déterminer la structure cristalline.
Ses origines sont sur terre
Sur la base de leurs origines, on sait que les 94 premiers éléments se produisent naturellement, tandis que les 24 autres sont obtenus artificiellement sous forme de produits synthétiques par des réactions nucléaires artificielles.
Sur les 94 éléments naturels, 83 sont considérés comme primordiaux et sont stables ou faiblement radioactifs. Le reste, à savoir 11, est appelé l'élément éphémère car il a des demi-vies trop courtes pour être au début du système solaire.
Parmi les 11 éléments transitoires, 5 éléments, tels que le polonium, le radon, le radium, l'actinium et le protactinium, sont les produits de désintégration du thorium et de l'uranium. 6 autres éléments mortels, à savoir le technétium, le prométhium, l'astatine, le francium, le neptunium et le plutonium sont produits à partir d'un processus de réaction nucléaire rare impliquant de l'uranium ou des éléments lourds.
