Chapitre 6, TP 1 : Découverte d une classification des éléments

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1 Chapitre 6, TP 1 : Découverte d une classification des éléments Objectifs A partir d'une activité multimédia, suivre la démarche qui permit à Mendeleïev de construire son tableau périodique (en 1867). Attention, certaines consignes seront précisées dans le document multimédia. - Dans le menu «Démarrer», ouvrir «Physique Appliquée», «Sites web», «TP Mendeleiev», index.html. - L ensemble du document est disponible sur le web : I. Historique : le tableau de Mendeleïev 1. Combien d'éléments étaient connus en 1860, à l'époque des travaux de Mendeleïev? Et aujourd'hui? 2. Quels sont les deux critères qui ont permis à Mendeleïev de classer les éléments chimiques dans un tableau? Comment les a-t-il dans son tableau? Faire l activité 1. Prenez le jeu de cartes, lisez les consignes (notamment l aide en bas à droite) de la page au fond vert clair. Remarque : En réalité, les deux critères de classification que Mendeleïev étaient inversés. Son tableau avait une structure verticale (voir ci-contre). Ceci n a aucune incidence pour la suite II. La classification actuelle 3. Selon quels critères les éléments sont-ils ordonnés dans le tableau actuel? 4. Quelle expérience majeure datant de 1911 bouleverse la connaissance de l atome (rappel)? Pourquoi Mendeleïev n'avait-il pas classé les éléments selon le critère vu à la question 3, en 1869? Faire l activité 2. 1

2 III. Explication des propriétés similaires des éléments Faire l activité En analysant les structures électroniques, remarquer ce qu ont de particulier les éléments chimiques ayant des propriétés chimiques voisines? Déduire de la question précédente la structure électronique des éléments K, Ca et Br. (Compléter la "classification périodique des éléments" fournie). 6. Ce tableau est appelé tableau périodique des éléments. Que représente une «période» de ce tableau? IV. Mendeleïev, un chimiste de génie! 7. Quels sont les symboles des deux éléments, absents du tableau de Mendeleïev, situés entre le zinc et l'arsenic? Faire l activité Quels événements ont permis à Mendeleïev d'être pris au sérieux dans son travail? 9. Quelle famille chimique était absente du tableau de Mendeleïev? Comment expliquer cette absence? Faire l activité Compléter la colonne VIII de la classification périodique des éléments. Que remarque-t-on quant à la structure électronique de ces éléments? 2

3 NOM : HYDROGENE Symbole : H NOM : POTASSIUM Symbole : K NOM : LITHIUM Symbole : Li Masse atomique molaire : 1 g * Le plus léger des gaz * Peut réagir de façon explosive avec le dioxygène, le soufre, le diazote, le carbone Masse atomique molaire : 39 g * Métal blanc argenté mou comme la cire à température ambiante - peu dense * S'oxyde rapidement à l'air Masse atomique molaire : 7 g * Métal blanc argenté et mou * Le plus léger des métaux : flotte sur l'huile. * S oxyde à l air HCl H 2 O KCl K 2 O LiCl Li 2 O NOM : BORE Symbole : B NOM : BERYLLIUM Symbole : Be NOM : MAGNESIUM Symbole : Mg Masse atomique molaire : 11 g * Solide noir, léger et très dur * mauvais conducteur de la chaleur * s'oxyde à l air à température élevée Masse atomique molaire : 9 g * Métal blanc, brillant - peu dense * S'oxyde à l'air avec un phénomène lumineux intense Masse atomique molaire : 24 g * Métal blanc argent malléable et ductile * Brûle dans le dioxygène avec un vif éclat BCl 3 B 2 O 3 B 2 H 6 BeO BeCl 2 MgO MgCl 2 NOM : ALUMINIUM Symbole : Al NOM : BROME Symbole : Br NOM : CHLORE Symbole : Cl Masse atomique molaire : 27 g * Métal blanc * Mauvais conducteur de la chaleur * S'oxyde à l'air. Masse atomique molaire : 80 g * Liquide volatil de couleur rouge * Réagit violemment avec le dihydrogène * Réagit avec les métaux : Na, Ca, Al Masse atomique molaire : 35,5 g * Gaz verdâtre, peu soluble dans l'eau * Réagit violemment avec le dihydrogène * réagit avec les métaux : Na, Ca, Al sauf l'or et le platine AlCl 3 Al 2 O 3 AlH 3 NaBr HBr NaCl HCl NOM : SOUFRE Symbole : S NOM : SODIUM Symbole : Na NOM : CALCIUM Symbole : Ca Masse atomique molaire : 32 g * Solide jaune, isolant électrique * Réagit avec le dihydrogène * S'enflamme dans le dioxygène Masse atomique molaire : 23 g * Métal blanc argenté et mou * S'oxyde à l'air * Réagit violemment avec l eau Masse atomique molaire : 40 g * Métal blanc brillant * A chaud, il brûle dans le dioxygène H 2 S SO 2 SO 3 NaCl Na 2 O CaO CaCl 2 3

4 NOM : CARBONE Symbole : C NOM : AZOTE Symbole : N NOM : SILICIUM Symbole : Si Masse atomique molaire : 12 g * Plusieurs variétés : solide noir (graphite) - solide transparent blanc (diamant) * S'oxyde dans l'air * Se combine à chaud avec le silicium Masse atomique molaire : 14 g * Gaz incolore et inodore peu soluble dans l'eau - moins dense que l'air * A haute température ou en présence d'étincelles électriques, il peut se combiner avec le dioxygène et le dihydrogène. : Masse atomique molaire : 28 g * Solide bleu acier semi-conducteur * Chauffé à blanc il brûle avec incandescence * S oxyde dans l air * Se combine à chaud avec le carbone CO 2 CH 4 CCl 4 NH 3 NO NO 2 SiO 2 SiH 4 SiCl 4 NOM : OXYGENE Symbole : O NOM : FLUOR Symbole : F NOM : PHOSPHORE Symbole : P Masse atomique molaire : 16 g * Gaz incolore et inodore, peu soluble dans l'eau - plus dense que l'air * Se combine avec la plupart des corps simples en donnant des oxydes Masse atomique molaire : 19 g * Gaz jaune moins dense que l'air * Réagit avec le dihydrogène * Réagit avec tous les métaux sauf l'or et le platine Masse atomique molaire : 31 g * Solide blanc qui luit à l'obscurité * semi-conducteur électrique * Réagit vivement avec le dichlore H 2 O Na 2 O CaO NaF HF PH 3 P 2 O 5 PCl 3 4

5 La classification périodique des éléments Groupes ou Familles I II III IV V VI VII VIII hydrogène H 1 g Z = 1 (K) 1 P é r i o d e s

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