Collège · 3ᵉ · Chimie
La classification périodique
Familles chimiques, électrons de valence et propriétés
Se repérer dans le tableau, relier colonne et électrons externes, reconnaître les familles et prévoir l'ion et la formule d'un composé.
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Définitions
- Classification périodique : les 118 éléments rangés par numéro atomique Z croissant (Mendeleïev 1869, par masse ; Moseley 1913, par Z).
- Période : ligne (7). Numéro = nombre de couches occupées (Z ≤ 18).
- Famille : colonne (18). Même nombre d'électrons externes → propriétés chimiques voisines.
- Électrons externes : ceux de la dernière couche ; ils font la chimie de l'atome.
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Les familles
| Colonne | Famille | Membres | Ion |
|---|---|---|---|
| 1 | alcalins | Li, Na, K | X+ |
| 2 | alcalino-terreux | Mg, Ca, Ba | X2+ |
| 13 | — | Al | Al3+ |
| 16 | — | O, S | X2− |
| 17 | halogènes | F, Cl, Br, I | X− |
| 18 | gaz nobles | He, Ne, Ar | aucun |
- Alcalins : métaux mous, réagissent avec l'eau (2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2), réactivité croissante vers le bas.
- Halogènes : molécules X2 (Cl2 gaz, Br2 liquide, I2 solide), forment des sels.
- Gaz nobles : couche pleine, inertes (He ballons, Ne enseignes, Ar ampoules).
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Méthode : situer un élément (Z ≤ 18)
- Répartir les électrons : K (2), L (8), M (8).
- Nombre de couches = période.
- Électrons externes : 1 ou 2 → colonne 1 ou 2 ; 3 à 8 → colonne 13 à 18.
- Ion : perdre (colonnes 1, 2, 13) ou gagner (16, 17) pour une couche pleine.
- Formule d'un sel : autant de + que de − (MgCl2, Al2O3, Na2S).
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Métaux et non-métaux
- Métaux : gauche et centre, 3/4 des éléments, brillants, conducteurs, cations ; mercure liquide.
- Non-métaux : haut à droite + hydrogène ; isolants ; anions ; brome liquide, C, S, I solides.
- Métalloïdes (Si, Ge) : semi-conducteurs, électronique.
- Univers : H 74 %, He 24 %. Croûte : O 46 %, Si 28 %. Corps : O 65 %, C 18 %, H 10 %, N 3 %.
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Pièges à éviter
- Même ligne ≠ mêmes propriétés : c'est la colonne qui compte.
- L'hydrogène en colonne 1 n'est pas un alcalin.
- Élément ≠ corps simple ≠ ion : Cl2 toxique, Cl− du sel inoffensif.
- Colonne 16 → 6 électrons externes (16 − 10), pas 16.
- Un gaz noble ne forme ni ion ni composé courant.
L'essentiel
- Le tableau range les éléments par Z croissant : 7 périodes, 18 colonnes.
- Même colonne = même nombre d'électrons externes = même famille chimique.
- Alcalins (1), alcalino-terreux (2), halogènes (17), gaz nobles (18).
- Colonnes 1, 2, 13 → cations ; 16, 17 → anions ; 18 → aucun ion.
- Un composé ionique est neutre : MgCl₂, Al₂O₃.
- Mendeleïev a laissé des cases vides et prédit le gallium et le germanium.
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