La classification périodique des éléments








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date de publication13.07.2017
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La classification périodique des éléments


«Au cours du XIXe siècle, la plupart des éléments chimiques ont été découverts, isolé, caractérisés. On dispose d'une sorte de catalogue de plus en plus complet certes, mais où les éléments et leurs composés sont simplement juxtaposés. Pour introduire un peu de généralité dans l'enseignement de la chimie, le chimiste russe Dimitri Ivanovitch Mendeleïev (1834-1907) cherche à trouver des similitudes entre les éléments, à classer ceux qui ont des propriétés voisines dans une même famille. Il les range dans un tableau connu sous le nom de Classification périodique de Mendeleïev»

La périodicité de la valence, les familles d'éléments

Entre 1869 et 1871, Mendeleïev élabore la loi qui lui permet d'établir sa classification. Il constate que les propriétés des éléments et des corps simples ou composé qui en dérivent dépendent des masses atomiques de ces éléments. Cette fonction est périodique.


Il place L'hydrogène, dont la masse atomique est 1, dans la première colonne.

Avec le lithium, de masse atomique 7, il commence une deuxième colonne; il y place six autres éléments.

Avec le sodium, de masse atomique 23, Mendeleïev commence un troisième colonne qui comporte elle aussi sept éléments.

La quatrième colonne, qui comporte quatorze éléments, commence par le potassium et se termine par le brome sur la même ligne que le fluor qui termine la première colonne et le chlore qui termine la seconde.

Désormais, Mendeleïev organise des colonnes de quatorze éléments. Il laisse libre des emplacements qui pourront accueillir des éléments dont il ignore l'existence, mais dont il prévoit la découverte future.

La classification comprend au total huit colonnes; le fait d'avoir aligné sur la ligne du bas le fluor, le chlore, le brome et l'iode (J, aujourd'hui I) détermine dix-sept lignes…

Cette disposition fait apparaître les signes les plus évidents de périodicité :

  • Les éléments qui commencent les colonnes sont tous des métaux alcalins. Ils sont électropositifs et monovalents;

  • Les éléments qui terminent les colonnes, alignés sur la ligne du bas, sont des halogènes. Ils sont électronégatifs et monovalents.

De la même façon, des caractères communs peuvent être définis pour les autres lignes. Il serait trop long de les exposer ici.
Mendeleïev range tous les éléments dans l'ordre croissant de leur masse atomique.




Classification périodique des éléments par Mendeleïev en 1869


La valeur prédictive de la loi de périodicité

La loi de périodicité permet à Mendeleïev d'inverser l'iode et le tellure malgré les valeurs connues alors de leur poids atomique. Il double le poids atomique de l'uranium et corrige celui de l'indium.

De plus, pour respecter cette loi, Mendeleïev laisse des cases vides pour des éléments à découvrir. Ainsi, dans la troisième colonne, il prévoit la place pour trois éléments qu'il baptise éka-aluminium, éka_bore, éka-silicium. Il déduit leurs propriétés de celles de leurs voisins respectifs sur le tableau. Ces éléments sont effectivement découverts peu de temps après. L'éka-aluminium, par exemple, est découvert en 1875 et dénommé gallium. Sa masse est de 69,7 alors que Mendeleïev avait prévu 68. Il doit donc bien occuper une des deux places prévues entre le zinc et l'arsenic. Il donne un oxyde de formule Ga2O3, comme l'aluminium; il doit donc être placé sur la même ligne que ce dernier.

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