Par Kevin Beck, mis à jour le 30 août 2022
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En chimie, un élément est une substance composée d’atomes contenant tous le même nombre de protons. Un élément ne peut pas être décomposé en substances plus simples à l’aide de méthodes chimiques conventionnelles. En 2018, les scientifiques ont confirmé la présence de 92 éléments naturels, ainsi que de 11 isotopes synthétiques qui n'apparaissent que dans des conditions de laboratoire. Chaque élément existe dans l'un des trois états physiques suivants :solide, liquide ou gazeux, dans des conditions standard.
Les atomes sont de minuscules amas de protons, de neutrons et d'électrons. L’hydrogène, le plus simple, contient un proton et un électron, tandis que l’isotope le plus courant de l’uranium contient 92 protons, 92 électrons et 146 neutrons. Les protons portent une charge positive; les électrons portent une charge négative égale; les neutrons sont neutres. L'équilibre des protons et des électrons détermine l'identité d'un élément, tandis que les variations du nombre de neutrons produisent des isotopes.
Le tableau périodique est la pierre angulaire de la chimie moderne, classant tous les éléments connus par numéro atomique croissant – le nombre de protons dans le noyau. Cet ordre révèle des modèles répétitifs de comportement chimique, d’où le nom de « périodique ». Bien que le tableau comporte 113 entrées (118 en 2023), les éléments sont regroupés en familles qui reflètent les propriétés partagées.
Lorsque vous examinez le tableau, vous remarquerez que les lignes supérieures contiennent des lacunes :ce sont des éléments qui n’ont pas encore été découverts ou synthétisés. La mise en page intègre des colonnes (groupes) et des lignes (points) qui reflètent la configuration et la réactivité des électrons.
Historiquement, les éléments sont divisés en trois grandes catégories :les métaux, les non-métaux et les métalloïdes. Les non-métaux sont limités à sept éléments centraux :l'hydrogène (H), le carbone (C), l'azote (N), l'oxygène (O), le phosphore (P), le soufre (S) et le sélénium (Se). D'autres familles de non-métaux comprennent les halogènes (F, Cl, Br, I, At) et les gaz rares (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Ra). Les métalloïdes, tels que le silicium et l'arsenic, présentent des caractéristiques intermédiaires.
Sur les 113 éléments, 88 sont classés comme métaux. Malgré leur diversité, les métaux partagent plusieurs traits distinctifs :
Les métaux sont ensuite classés en cinq groupes principaux :
L'addition de ces groupes donne un total de 88 métaux :6 alcalins + 6 alcalino-terreux + 40 de transition + 28 terres rares + 8 non spécifiés.
Les métalloïdes occupent une niche entre les métaux et les non-métaux, combinant propriétés conductrices et comportement semi-conducteur. Les sept métalloïdes courants sont :
Ces éléments sont solides à température ambiante et jouent un rôle crucial dans l'électronique moderne, formant souvent des alliages avec des éléments métalliques pour adapter les caractéristiques électriques et thermiques.
Pour une exploration interactive du tableau périodique, visitez notre page de ressources .