Période (tableau périodique) - Period (periodic table)

Dans le tableau périodique des éléments, chaque ligne numérotée est un point.

Une période dans le tableau périodique est une rangée d' éléments chimiques . Tous les éléments d'une rangée ont le même nombre de couches électroniques . Chaque élément suivant dans une période a un proton de plus et est moins métallique que son prédécesseur. Disposés de cette façon, les groupes d'éléments d'une même colonne ont des propriétés chimiques et physiques similaires , reflétant la loi périodique . Par exemple, les halogènes se trouvent dans l'avant-dernière colonne ( groupe 17 ) et partagent des propriétés similaires, telles qu'une réactivité élevée et la tendance à gagner un électron pour arriver à une configuration électronique de gaz noble. En 2021, un total de 118 éléments ont été découverts et confirmés.

La règle d'ordonnancement de l'énergie de Madelung décrit l'ordre dans lequel les orbitales sont disposées en augmentant l'énergie selon la règle de Madelung. Chaque diagonale correspond à une valeur différente de n + l.

La mécanique quantique moderne explique ces tendances périodiques des propriétés en termes de couches d' électrons . À mesure que le nombre atomique augmente, les coquilles se remplissent d'électrons approximativement dans l'ordre indiqué dans le diagramme des règles de commande. Le remplissage de chaque coque correspond à une ligne du tableau.

Dans le bloc s et p-bloc du tableau périodique des éléments au sein de la même période en général ne présentent les tendances et les similitudes dans les propriétés (tendances verticales sur les groupes sont plus importants). Cependant, dans le bloc d , les tendances entre les périodes deviennent significatives et dans le bloc f, les éléments montrent un degré élevé de similitude entre les périodes.

Périodes

Il y a actuellement sept périodes complètes dans le tableau périodique, comprenant les 118 éléments connus. Tout nouvel élément sera placé dans une huitième période; voir tableau périodique étendu . Les éléments sont codés par couleur ci-dessous par leur bloc : rouge pour le bloc s, jaune pour le bloc p, bleu pour le bloc d et vert pour le bloc f.

Période 1

Grouper 1 18
Atomique #
Nom
1
heure
2
Il

La première période contient moins d'éléments que toute autre, avec seulement deux, l' hydrogène et l' hélium . Ils ne suivent donc pas la règle de l' octet , mais plutôt une règle duplet . Chimiquement, l'hélium se comporte comme un gaz noble et fait donc partie du groupe des 18 éléments . Cependant, en termes de structure nucléaire, il appartient au bloc s , et est donc parfois classé comme élément du groupe 2 , ou simultanément à la fois 2 et 18. L'hydrogène perd et gagne facilement un électron, et se comporte donc chimiquement à la fois comme un groupe 1 et un élément du groupe 17 .

  • L'hydrogène (H) est le plus abondant des éléments chimiques, constituant environ 75 % de la masse élémentaire de l'univers. L'hydrogène ionisé n'est qu'un proton . Les étoiles de la séquence principale sont principalement composées d'hydrogène à l' état de plasma . L'hydrogène élémentaire est relativement rare sur Terre et est produit industriellement à partir d' hydrocarbures tels que le méthane . L'hydrogène peut former des composés avec la plupart des éléments et est présent dans l' eau et la plupart des composés organiques .
  • L'hélium (He) n'existe que sous forme de gaz, sauf dans des conditions extrêmes. C'est le deuxième élément le plus léger et le deuxième le plus abondant dans l'univers. La plupart de l'hélium s'est formé pendant le Big Bang , mais un nouvel hélium est créé par fusion nucléaire de l'hydrogène dans les étoiles. Sur Terre , l'hélium est relativement rare, n'apparaissant qu'en tant que sous-produit de la désintégration naturelle de certains éléments radioactifs. Un tel hélium « radiogène » est piégé dans le gaz naturel à des concentrations pouvant atteindre sept pour cent en volume.

Période 2

Grouper 1 2 13 14 15 16 17 18
Atomique #
Nom
3
Li
4
être
5
B
6
C
7
N
8
heures
9
F
10

Période 2 éléments impliquent les 2 s et 2 p orbitals . Ils comprennent les éléments biologiquement les plus essentiels en plus de l'hydrogène : le carbone, l'azote et l'oxygène.

  • Le lithium (Li) est le métal le plus léger et l'élément solide le moins dense. Dans son état non ionisé, c'est l'un des éléments les plus réactifs et ne se trouve donc naturellement que dans les composés . C'est l' élément primordial le plus lourd forgé en grande quantité lors du Big Bang .
  • Le béryllium (Be) a l'un des points de fusion les plus élevés de tous les métaux légers . De petites quantités de béryllium ont été synthétisées pendant le Big Bang, bien que la plupart se soient désintégrées ou réagissaient davantage dans les étoiles pour créer des noyaux plus gros, comme le carbone, l'azote ou l'oxygène. Le béryllium est classé par le Centre international de recherche sur le cancer parmi les cancérogènes du groupe 1 . Entre 1% et 15% des personnes sont sensibles au béryllium et peuvent développer une réaction inflammatoire dans leur système respiratoire et leur peau , appelée maladie chronique du béryllium.
  • Le bore (B) n'existe pas naturellement sous forme d'élément libre, mais dans des composés tels que les borates . C'est un micronutriment végétal essentiel , nécessaire à la résistance et au développement de la paroi cellulaire, à la division cellulaire, au développement des graines et des fruits, au transport du sucre et au développement des hormones, bien que des niveaux élevés soient toxiques.
  • Le carbone (C) est le quatrième élément le plus abondant dans l'univers en masse après l' hydrogène , l' hélium et l'oxygène et est le deuxième élément le plus abondant dans le corps humain en masse après l'oxygène, le troisième en nombre d'atomes. Il existe un nombre presque infini de composés qui contiennent du carbone en raison de la capacité du carbone à former de longues chaînes stables de liaisons C-C. Tous les composés organiques , ceux essentiels à la vie, contiennent au moins un atome de carbone ; combiné avec l'hydrogène, l'oxygène, l'azote, le soufre et le phosphore, le carbone est la base de tout composé biologique important.
  • L'azote (N) se trouve principalement sous forme de gaz diatomique principalement inerte , N 2 , qui constitue 78 % de l'atmosphère terrestre en volume. C'est un composant essentiel des protéines et donc de la vie.
  • L'oxygène (O) constitue 21 % de l'atmosphère en volume et est nécessaire à la respiration de tous (ou presque tous) les animaux, en plus d'être le principal composant de l' eau . L'oxygène est le troisième élément le plus abondant dans l'univers, et les composés oxygénés dominent la croûte terrestre.
  • Le fluor (F) est l'élément le plus réactif à l'état non ionisé et ne se trouve donc jamais ainsi dans la nature.
  • Le néon (Ne) est un gaz noble utilisé dans l' éclairage au néon .

Période 3

Grouper 1 2 13 14 15 16 17 18
Atomique #
Nom
11
Non
12
mg
13
Al
14
Si
15
P
16
S
17
Cl
18
 Ar

Tous les éléments de la période trois sont présents dans la nature et ont au moins un isotope stable . Tous, sauf l' argon, un gaz noble, sont essentiels à la géologie et à la biologie de base.

Période 4

Grouper 1 2 3 4 5 6 7 8 9 dix 11 12 13 14 15 16 17 18
Atomique #
Nom
19
K
20
 ca
21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
minutes
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
zinc
31
Ga
32
33
Comme
34
Se
35
Br
36
 Kr
De gauche à droite, solutions aqueuses de : Co(NO 3 ) 2 (rouge) ; K 2 Cr 2 O 7 (orange); K 2 CrO 4 (jaune); NiCl 2 (vert); CuSO 4 (bleu); KMnO 4 (violet).

La période 4 comprend les éléments biologiquement essentiels potassium et calcium , et est la première période du bloc d avec les métaux de transition plus légers . Ceux-ci incluent le fer , l'élément le plus lourd forgé dans les étoiles de la séquence principale et un composant principal de la Terre, ainsi que d'autres métaux importants tels que le cobalt , le nickel et le cuivre . Presque tous ont des rôles biologiques.

La quatrième période est complétée par les six éléments du bloc p : gallium , germanium , arsenic , sélénium , brome et krypton .

Période 5

Grouper 1 2 3 4 5 6 7 8 9 dix 11 12 13 14 15 16 17 18
Atomique #
Nom
37
Rb
38
Sr
39
Y
40
 Zr
41
Nb
42
Mo
43
Tc
44
Ru
45
Rh
46
J.-C.
47
 Ag
48
cd
49
dans
50
Sn
51
Sb
52
Te
53
je
54
Xe

La période 5 a le même nombre d'éléments que la période 4 et suit la même structure générale mais avec un métal de post-transition de plus et un non-métal de moins. Sur les trois éléments les plus lourds ayant des rôles biologiques, deux ( molybdène et iode ) se situent dans cette période ; le tungstène , dans la période 6, est plus lourd, ainsi que plusieurs des premiers lanthanides . La période 5 comprend également le technétium , l' élément exclusivement radioactif le plus léger .

Période 6

Grouper 1 2   3 4 5 6 7 8 9 dix 11 12 13 14 15 16 17 18
Atomique #
Nom
55
Cs
56
Ba
57
La
58
CE
59
Pr
60
Nd
61
h
62
cm
63
euros
64
Gd
65
To
66
jours
67
heures
68
Euh
69
tm
70
 Yb
71
Lu
72
Hf
73
Ta
74
W
75
76
 Os
77
Ir
78
points
79
Au
80
 Hg
81
TL
82
Pb
83
Bi
84
Po
85
à
86
Rn

La période 6 est la première période à inclure le bloc f , avec les lanthanides (également appelés éléments des terres rares ), et comprend les éléments stables les plus lourds. Beaucoup de ces métaux lourds sont toxiques et certains sont radioactifs, mais le platine et l' or sont en grande partie inertes.

Période 7

Grouper 1 2   3 4 5 6 7 8 9 dix 11 12 13 14 15 16 17 18
Atomique #
Nom
87
 Fr 
88
Ra
89
Ac
90
ème
91
Pa
92
U
93
Np
94
Pu
95
h
96
cm
97
Bk
98
cf
99
E
100
FM
101
Md
102
Non
103
LR
104
Rf
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
heures
109
Mt
110
DS
111
RG
112
Cn
113
Nh
114
étage
115
Mc
116
Niv
117
T
118
og

Tous les éléments de la période 7 sont radioactifs . Cette période contient l'élément le plus lourd qui se produit naturellement sur Terre, le plutonium . Tous les éléments ultérieurs de la période ont été synthétisés artificiellement. Alors que cinq d'entre eux (de l' américium à l' einsteinium ) sont maintenant disponibles en quantités macroscopiques, la plupart sont extrêmement rares, n'ayant été préparés qu'en quantités de microgrammes ou moins. Certains des derniers éléments n'ont été identifiés en laboratoire qu'en quantités de quelques atomes à la fois.

Bien que la rareté de bon nombre de ces éléments signifie que les résultats expérimentaux ne sont pas très étendus, les tendances périodiques et de groupe du comportement semblent être moins bien définies pour la période 7 que pour les autres périodes. Alors que le francium et le radium présentent des propriétés typiques des groupes 1 et 2, respectivement, les actinides présentent une bien plus grande variété de comportements et d'états d'oxydation que les lanthanides . Ces particularités de la période 7 peuvent être dues à une variété de facteurs, y compris un degré élevé de couplage spin-orbite et des effets relativistes, finalement causés par la charge électrique positive très élevée de leurs noyaux atomiques massifs .

Période 8

Aucun élément de la huitième période n'a encore été synthétisé. Un bloc g est prédit. Il n'est pas clair si tous les éléments prédits pour la huitième période sont en fait physiquement possibles. Il ne peut donc y avoir de huitième période.

Voir également

Les références