La classification périodique des éléments

Transcription

1 La classification périodique des éléments 1

2 V è siècle avant notre ère Notion de classement «d éléments» 2

3 XVIIè : la fin de l alchimie Symboles pour représenter les corps : Classement? 3

4 1789 : Lavoisier 33 «éléments» connus Pas de classification Notion de substance simple Loi de conservation Pas forcément de «vrais» éléments 4

5 La représentation des éléments 1808 : Dalton - Représentation par des symboles 1819 : Berzelius Représentation par des lettres But : faciliter la compréhension et la diffusion de la chimie (facilite l impression) 5

6 Notion de familles chimiques Début XIX è : découverte de nouveaux éléments Sir Humphry Davy isole ( ), par électrolyse, Sodium, Potassium Baryum, Strontium, Calcium Notion de famille chimique Par propriétés analogues Alcalins, Métaux de transitions Halogènes, Famille de l oxygène (chalcogènes), Etc. 6

7 Döbereiner et les triades Le nombre d éléments découverts augmente toujours 1817 : Döbereiner - «triades» d éléments ayant des ptés similaires comme Cl / Br / I ou Ca / Sr / Ba - la masse atomique de l élément du milieu est la moyenne des extrêmes 7

8 Tetrades et pentades Concept des triades élargis par Gmelin (1843) puis Dumas (1859) 8

9 Un premier bilan : éléments connus environ, de masse atomique déterminée Distinction entre masse atomique et masse moléculaire, grâce à Cannizzaro en 1858 (suite à l hypothèse d Avogadro) Notion de famille d éléments chimiques Concept des triades Pas de périodicité dans les propriétés chimiques 9

10 Une première classification 1862 : Alexandre de Chancourtois, géologue - Classement des éléments en fonction de la masse atomique (en prenant 16 pour l oxygène) - Périodicité des propriétés chimiques dans ce classement - Organisation sur un cylindre en spirale divisé en 16 10

11 Certaines triades se retrouvent alignées ainsi que la tetrade O / S / Se / Te, les masses atomiques étant des multiples de 16 Vis tellurique de Chancourtois Ne récolte que peu l attention des scientifiques Chancourtois était géologue, pas chimiste Article édité sans schéma : texte difficile à comprendre Quelques erreurs (Ni sous B et Al par exemple) 11

12 La loi des octaves de Newlands 1863 : nouveau classement dans un tableau Toujours la périodicité mise en avant «le 8 ème élément, qui suit un élément donné, ressemble au 1 er, comme la 8 ère note de l octave ressemble à la 1 ère» 12

13 Quelques problèmes Classement de tous les éléments à la suite (pas de cases vides Périodicité ne marche plus pour les éléments plus lourds que Ca Obligé de mettre plusieurs éléments dans une même case Pas de succès à sa sortie Qualité du travail reconnue après la sortie du tableau périodique de Mendeleiev 13

14 Odling et Meyer : les méconnus William Odling Années 1860 : classification avec des cases vacantes pour les éléments à découvrir Rival de Newlands Lothar Meyer 1864 : premier tableau, 28 éléments, par masse atomique, en groupe faisant apparaître la valence des éléments Seconde version en Publication de l intégrale de ses travaux après sa mort 14

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16 1869 : Mendeleiev 16

17 Utilisation de tous les travaux précédents Classement par masse atomique croissante Observation d une périodicité des propriétés chimiques Les éléments aux ptés semblables sont Soit de masse quasi identiques (Os, Ir, Pt, Au par ex.) Soit de masse évoluant de manière arithmétique (triades ) La disposition des éléments dans la classification est liée à leur valence, donc en lien avec leur propriétés Les éléments les plus abondants sont ceux de plus faible masse atomique 17

18 Nouvelles idées propres à Mendeleiev Les cases laissées vacantes doivent correspondre à des éléments restant à découvrir Il est possible de prédire les propriétés d un élément grâce à sa masse atomique Il est possible de prédire les propriétés des éléments à découvrir Il est nécessaire d inverser la position de certains éléments (donc pas toujours classer en fonction de la masse, mais plutôt en fonction des propriétés) : I et Te par ex. 18

19 L expérience confirme certaines prédictions Vrai pour les autre éléments prédits (Sc, Ga par ex.) 19

20 Classement de Mendeleiev en notations + modernes 20

21 Améliorations au fil des découvertes Découverte de gaz «rares» par Ramsay (1895) Ar et He Création d une nouvelle colonne Découvertes de l électron, de la structure atomique Moseley, 1913 : Classement en fonction de Z et plus de M Déplacement de l argon et du nickel Confirmation pour le I et Te 21

22 Glenn Seaborg, 1945 Et maintenant? Découverte des actinides Disposition lignes / colonnes Classification utilisée actuellement 22

23 Il en existe d autres 23

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