Le tableau périodique, qui contient tous les éléments chimiques naturels et fous, est le pilier central de toute classe de chimie. Cette méthode de classification date d'un manuel de 1869, écrit par Dmitri Ivanovitch Mendeleev. Le scientifique russe a remarqué que lorsqu'il écrivait les éléments connus dans l'ordre du poids atomique croissant, il pouvait facilement les trier en rangées basées sur des caractéristiques similaires. Étonnamment, les similitudes étaient si distinctives que Mendeleev était capable de laisser des espaces pour plusieurs éléments non découverts dans sa classification périodique.

Périodique Organisation

Dans le tableau périodique, un élément est défini par son groupe vertical et période horizontale. Chaque période, numérotée de un à sept, contient des éléments de nombre atomique croissant. Contrairement à la liste originale de Mendeleev, la table périodique moderne est basée sur le nombre atomique, ou le nombre de protons dans le noyau atomique d'un élément. Le nombre de protons est un choix logique pour organiser les éléments, puisque les protons déterminent l'identité chimique d'un atome, tandis que le poids atomique varie avec différents isotopes atomiques. Dix-huit colonnes sont dans le tableau périodique, généralement appelés groupes. Chaque groupe contient plusieurs éléments qui ont des propriétés physiques similaires en raison de leur structure atomique sous-jacente.

Justification scientifique

L'atome est la plus petite division de la matière qui conserve son identité en tant qu'élément chimique; il s'agit d'un noyau central entouré d'un nuage d'électrons. Le noyau a une charge positive due aux protons, qui attirent les petits électrons chargés négativement. Les électrons et les protons sont égaux en nombre pour un atome neutre. Les électrons sont organisés en orbitales ou en coquilles en raison des principes de la mécanique quantique, qui limitent le nombre d'électrons dans chaque coquille. Les interactions chimiques entre les atomes n'affectent généralement que les électrons extérieurs de la dernière couche, appelés électrons de valence. Les éléments de chaque groupe ont le même nombre d'électrons de valence, ce qui les fait réagir de façon similaire lorsqu'ils gagnent ou perdent des électrons à d'autres atomes. Les coquilles d'électrons augmentent en taille, provoquant l'augmentation de la taille de la période du tableau périodique.

Métaux alcalins et alcalino-terreux

Le côté extrême gauche du tableau périodique comprend deux groupes de métaux hautement réactifs. À l'exception de l'hydrogène, la première colonne est composée de métaux alcalins doux et brillants. Ces métaux n'ont qu'un seul électron dans leur coquille de valence, qui est facilement donnée à un autre atome dans des réactions chimiques. En raison de leur réactivité explosive dans l'air et l'eau, les métaux alcalins sont rarement trouvés dans leur forme élémentaire dans la nature. Dans le second groupe, les métaux alcalino-terreux ont deux électrons de valence, ce qui les rend un peu plus durs et moins réactifs. Cependant, ces métaux sont encore rarement trouvés dans leur forme élémentaire.

Métaux de transition

La majorité des éléments dans le tableau périodique sont classés comme des métaux. Les métaux de transition se trouvent au centre de la table, couvrant les groupes 3 à 12. Ces éléments sont solides à température ambiante, sauf le mercure, et ont la couleur métallique et la malléabilité attendue des métaux. Parce que les coquilles de valence deviennent si grandes, certains des métaux de transition sont extraits du tableau périodique et ajoutés au bas du tableau; ceux connus sous le nom de Lanthanides et Actinides. Beaucoup de métaux de transition près du bas du tableau périodique sont rares et instables.

Métalloïdes et non-métaux

Sur le côté droit du tableau périodique, une ligne diagonale grossière divise les métaux sur le à gauche des non-métaux sur la droite. À cheval sur cette ligne sont les métalloïdes, tels que le germanium et l'arsenic, qui ont des propriétés métalliques. Les chimistes classent tous les éléments à la droite de cette ligne de démarcation comme des non-métaux, à l'exception du groupe 18 à l'extrême droite. Beaucoup de non-métaux sont gazeux, et tous sont remarquables pour leur tendance à gagner des électrons et remplir leurs coquilles de valence.

Gaz Nobles

Groupe 18, à l'extrême droite du tableau périodique, est entièrement composé de gaz. Ces éléments ont des coquilles de valence complètes et ont tendance à ne pas gagner ni perdre d'électrons. En conséquence, ces gaz existent presque exclusivement sous leur forme élémentaire. Les chimistes les classent comme des gaz nobles ou inertes. Tous les gaz rares sont incolores, inodores et non réactifs.