La classification périodique de Mendeleïev 2de tp chimie

N° 10

Objectifs : : - A partir d'une activité multimédia, suivre la démarche qui permit à Mendeleïev de construire son tableau périodique. Attention, certaines consignes seront données dans le document html.

Première partie. Historique : le tableau de Mendeleïev.

1- Combien d'éléments étaient connus en 1860 à l'époque des travaux de Mendeleïev ?	Et aujourd'hui ?

En 1860, seuls 63 éléments étaient connus contre 112 actuellement.

2- Quels sont les deux critères qui ont permis à Mendeleïev de classer les éléments chimiques dans un tableau ?

Les deux critères ayant permis à Mendeleïev de classer les éléments chimiques dans un tableau sont leur masse atomique molaire et leurs propriétés chimiques et physiques.

3- Comment Mendeleïev a-t-il disposé les éléments chimiques dans son tableau :

- sur une même ligne horizontale ?

par propriétés physiques et chimiques similaires.

- sur une même colonne ?

par masse atomique croissante.

Deuxième partie. La classification actuelle.

1- Comment les éléments sont-ils classés dans le tableau actuel ?

Dans le tableau actuel, les éléments sont classés par numéro atomique (nombre de protons présents dans le noyau) croissant dans une même ligne et par propriétés physico-chimiques similaires dans une même colonne

2- Pourquoi Mendeleïev n'avait-il pas classé les éléments par cette méthode ?

Mendeleïev ne pouvait pas classer les éléments selon cette méthode puisqu'en 1869, lorsqu'il propose sa première classification, le modèle atomique qui prévaut est celui de Dalton (voir TP 7), à savoir une sphère indivisible. Ce n'est qu'en 1881 que Thomson découvre un des composants de l'atome : l'électron. Quant à l'existence du noyau, elle ne sera postulé par Rutherford qu'en 1911, deux ans après les résultats de sa fameuse expérience.

Troisième partie. La comparaison des deux tableaux.

1- Compléter le tableau 1 ci-dessous, en indiquant la particularité des éléments d'une même ligne et d'une même colonne, dans le tableau de Mendeleïev et dans le tableau actuel ?

	Tableau de Mendeleïev	Tableau actuel
Ligne (horizontale)	Propriétés physico-chimiques similaires	Numéro atomique croissant
Colonne (verticale)	Masse atomique croissante	Propriétés physico-chimiques similaires et Nombre d'électrons sur la couche externe

tableau 1

2- Déduire de l'observation des configurations électroniques, de quel facteur doivent dépendre les propriétés chimiques d'un élément ?

On remarque qu'au sein d'une même famille d'éléments, le nombre d'électrons sur la couche externe (la dernière occupée) est le même.

3- Déduire des constatations précédentes la structure électronique des éléments K, Ca et Br. (Compléter la "classification périodique des éléments" au dos).

4- Le tableau est appelé "tableau périodique". Justifier le mot "périodique".

Une période est la durée au bout de laquelle un événement se répète identique à lui-même (voir TP 12 de physique). Dans ce tableau, de manière périodique (tous les huit éléments), les propriétés physico-chimiques se répètent. Bien sûr pas à l'identique, mais la notion de période est bien présente.

Quatrième partie. Mendeleïev un chimiste de génie !

1- Quels sont les symboles des deux éléments absents du tableau de Mendeleïev entre le zinc et l'arsenic ?	Ga et Ge

2- Quels événements ont permis à Mendeleïev d'être pris au sérieux dans son travail ?

C'est la découverte des deux éléments (Gallium et Germanium) supposés par Mendeleïev et le fait qu'ils avaient des propriétés très proches de celles qu'il avait prédites qui firent prendre conscience à la communauté scientifique de l'importance de ses travaux.

3- Quelle famille chimique était absente du tableau de Mendeleïev. ? Comment expliquer cette absence ?

La famille d'éléments chimiques absente du tableau de Mendeleïev était celle des gaz rares. De par leur inertie chimique (Voir TP 9), ces éléments n'ont été découverts qu'au 20ème siècle.

4- Compléter la colonne VIII de la "classification périodique des éléments". Que constate-t-on ?

On constate que la couche externe de ces éléments est saturée.

La classification périodique des éléments

groupes
Périodes	I II III IV V VI VII VIII Hydrogène H Hélium He 1 g.mol-1 HCl H2O 4 g.mol-1 Z = 1 (K)1 Z = 2 (K)2 Lithium Li Béryllium Be Bore B Carbone C Azote N Oxygène O Fluor F Neon Ne 7 g.mol-1 LiCl Li2O 9 g.mol-1 BeCl2 BeO 11 g.mol-1 BCl3 B2O3 12 g.mol-1 CO2 CH4 CCl4 14 g.mol-1 NH3 16 g.mol-1 H2O 19 g.mol-1 NaF HF 20,2 g.mol-1 Z = 3 (K)2(L)1 Z = 4 (K)2(L)2 Z = 5 (K)2(L)3 Z = 6 (K)2(L)4 Z = 7 (K)2(L)5 Z = 8 (K)2(L)6 Z = 9 (K)2(L)7 Z = 10 (K)2(L)8 Sodium Na Magnésium Mg Aluminium Al Silicium Si Phosphore P Soufre S Chlore Cl Argon Ar 23 g.mol-1 NaCl Na2O 24 g.mol-1 CaCl2 CaO 27 g.mol-1 AlCl3 Al2O3 28 g.mol-1 SiO2 SiH4 SiCl4 31 g.mol-1 PH3 32 g.mol-1 H2S 35,5 g.mol-1 NaCl HCl 39,9 g.mol-1 Z = 11 (K)2(L)8(M)1 Z = 12 (K)2(L)8(M)2 Z = 13 (K)2(L)8(M)3 Z = 14 (K)2(L)8(M)4 Z = 15 (K)2(L)8(M)5 Z = 16 (K)2(L)8(M)6 Z = 17 (K)2(L)8(M)7 Z = 18 (K)2(L)8(M)8 Potassium K Calcium Ca Brome Br Krypton Kr 39 g.mol-1 KCl K2O 40 g.mol-1 CaCl2 CaO 80 g.mol-1 NaBr HBr 83,8 g.mol-1 Z = 19 (K)2(L)8(M)8(N)1 Z = 20 (K)2(L)8(M)8(N)2 Z = 35 (K)2(L)8(M)18(N)7 Z = 36 (K)2(L)8(M)18(N)8

TP Chimie Seconde N°10 - version prof

La classification périodique des éléments

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2005-01-06T22:13:00

Gwénaël Moreau