Le tableau périodique des éléments chimiques – Comment t’y retrouver!
Le tableau périodique des éléments chimiques
C’est en 1869 que Dimitri Mendeleïev amorce la classification périodique des éléments chimiques. Avant ses travaux, les éléments étaient décrits et caractérisés sans nécessairement être classés. En les structurant dans un tableau qui est aujourd’hui utilisé de façon universelle en sciences, monsieur Mendeleïev nous a rendu un grand service !
Le tableau périodique des éléments chimiques peut sembler étourdissant lorsqu’on y est introduit pour la première fois au secondaire. Il est généralement abordé dans les cours de sciences en secondaire deux et quatre. Mettons tout de suite quelque chose au clair : le but n’est pas de le connaître par cœur ! Le tableau périodique est d’abord un outil pour les scientifiques. Au secondaire, les étudiants apprennent à interpréter les informations qu’il contient. Dans ce court article, résumons les concepts qui doivent être compris à son sujet.
Le tableau périodique contient beaucoup d’informations. Voici comment t’y retrouver !
Les scientifiques ont déterminé qu’il existe 90 sortes d’atomes à l’état naturel. Ils ont remarqué que plusieurs d’entre eux ont des propriétés similaires. En fonction de ces ressemblances, ils ont été classés dans le tableau périodique.
Chaque élément est représenté par son symbole chimique. Par exemple, le symbole chimique du potassium est « K ». On retrouve à côté du symbole chimique différentes valeurs numériques. Voici celles qui sont importantes à comprendre :
Le numéro atomique : Nombre indiquant la quantité de protons dans le noyau d’un atome. Le numéro atomique du potassium est 19. Un atome de potassium contient donc 19 protons dans son noyau.
Astuce : un atome à l’état neutre détient autant d’électrons que de protons. Donc, on peut déduire qu’un atome de potassium contient aussi 19 électrons à l’état neutre.
La masse atomique relative : Les atomes ont une masse extrêmement faible. On utilise donc une unité de mesure particulière pour la représenter : l’unité de masse atomique (u). L’échelle se base sur le consensus qu’un atome d’hydrogène détient une masse de 1 u. Ainsi, l’atome de potassium détient une masse de 39 u, ce qui est 39 fois plus élevé qu’un atome d’hydrogène.
Astuce : avec la masse atomique relative, on peut rapidement déterminer le nombre de neutrons contenus dans un atome. Il s’agit de soustraire le numéro atomique à la masse atomique relative. Par exemple, le potassium détient (39 – 19) = 20 neutrons dans son noyau.
Les familles sont les colonnes du tableau. Par exemple, le potassium appartient à la première famille tandis que le carbone appartient à la quatorzième famille. Les éléments d’une même famille ont le même nombre d’électrons de valence.
Les périodes sont les rangées qui composent le tableau. Par exemple, l’hydrogène appartient à la première période, le carbone à la deuxième période et le potassium à la quatrième période. Les éléments d’une même période ont le même nombre de couches électroniques. Donc, l’hydrogène (H) possède une seule couche électronique, alors que le carbone (C) en possède deux et que le potassium (K) en possède quatre.Les périodes et les familles
Les électrons de valence sont les électrons situés sur la couche électronique la plus éloignée du noyau. C’est une caractéristique importante pour les chimistes, car les électrons de valence sont ceux impliqués dans les liaisons chimiques, donc dans la formation des molécules.
Astuce : pour déterminer rapidement le nombre d’électrons de valence que possède un élément, on peut repérer le chiffre romain au-dessus de la famille dans laquelle se retrouve l’élément en question. Ainsi, le carbone et le silicium détiennent quatre électrons de valence, car le chiffre IV se retrouve au-dessus de leur famille.
Mais pourquoi apprendre à utiliser le tableau périodique ?
Les informations contenues dans le tableau ont une utilité concrète dans différents domaines.
Dans presque tous les laboratoires en chimie ou en biologie, le tableau périodique est essentiel pour préparer des solutions ou encore pour effectuer des réactions chimiques. Également, pour rechercher de nouveaux médicaments innovateurs, les scientifiques étudient la possibilité de construire toutes sortes de molécules à l’aide de différentes combinaisons d’atomes. Afin de sélectionner les éléments optimaux, ils comparent leurs caractéristiques qui sont réunies dans le tableau périodique.
Finalement, tu as peut-être remarqué que certains éléments du tableau périodique sont associés aux domaines de la nutrition et de l’alimentation. Par exemple, les produits laitiers sont riches en calcium (Ca), les viandes rouges sont riches en fer (Fe) et certains fruits comme les bananes sont remplis de potassium (K). L’étude de ces éléments nous permet de mieux comprendre leur importance dans la santé humaine !
Si tu as besoin d’améliorer ta méthodologie de travail ou de sessions de tutorat individuel, La 2e Classe peut t’aider. Nous offrons l’évaluation par un titulaire, des sessions de préparation aux examens et des cours d’été.
