Construction de la classification des éléments
Règles de construction
- La classification se construit à partir des configurations électroniques. Les
éléments sont classés par ordre croissant de leur numéro atomique.
- Chaque ligne est définie par une valeur de n. Une ligne porte le nom de période.
- Chaque bloc de la classification correspond à un type d’orbitales. On va donc distinguer les blocs s, p, d et f. On place dans chaque colonne les éléments
portant les mêmes orbitales atomiques.
- La colonne de droite est constituée des éléments chimiques à la couche externe
saturée.
La classification est construite dans l’ordre des configurations
électroniques, lui même imposé par le numéro atomique, en répertoriant dans des
colonnes les éléments de même orbitale, excepté pour l’hélium pour lequel on
privilégie sa réactivité chimique à sa configuration électronique.
Bloc s
Tous les éléments du bloc s sont dans les deux premières colonnes de
la CPE. H et He ne se composant d’électrons s, leur réactivité et tout à fait
particulière et ils sont donc mis de côté. On distingue les alcalins en ns1
des alcalino-terreux en ns².
Bloc p
Six familles d’éléments chimiques :
- famille du bore en ns² np1
- famille du carbone en ns² np²
- famille de l’azote en ns² np3
- famille de l’oxygène en ns² np4
- famille des halogènes en ns² np5
- famille des gaz nobles en ns² np6
Bloc d
Orbitales d à 10 e- maximum. Trois séries en 4d, 5d et 6d.
Les éléments du bloc d sont des métaux dont la propriété est
d’exister sous plusieurs degrés d’oxydation. Ils se complexent facilement. On
appelle métaux de transition, les éléments aux couches d incomplètes : Zn, Cd et
Hg ne sont pas des métaux de transition. La configuration électronique ne respecte pas
toujours la règle de Klechkowsky. Certains métaux privilégient une couche d complète
et une couche s incomplète. C’est le cas de plusieurs métaux comme le Cr, Cu, Nb,
Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt, Au.
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Selon Klechkowsky |
En fait : |
Cr, Z = 24 |
[Ar] 3d4 4s² |
[Ar] 3d5 4s1 |
Cu, Z = 29 |
[Ar] 3d9 4s2 |
[Ar] 3d10 4s1 |
Nb, Z = 41 |
[Kr] 4d3 5s2 |
[Kr] 4d4 5s1 |
Mo, Z = 42 |
[Kr] 4d4 5s2 |
[Kr] 4d5 5s1 |
Ru, Z = 44 |
[Kr] 4d6 5s2 |
[Kr] 4d7 5s1 |
Pd, Z = 46 |
[Kr] 4d8 5s2 |
[Kr] 4d10 |
Ag, Z = 47 |
[Kr] 4d9 5s2 |
[Kr] 4d10 5s1 |
Pt, Z = 78 |
[Xe] 4f14 5d8 6s2 |
[Xe] 4f14 5d9 6s1 |
Au, Z = 79 |
[Xe] 4f14 5d9 6s2 |
[Xe] 4f14 5d10 6s1 |
Bloc f
Orbitales f à 14 e- maximum.
On distingue deux familles, les lanthanides (4f) et les actinides (5f).
On les appelle les terres rares.
Les éléments des couches f ne respectant pas la règle de Klechkowsky
sont les éléments suivants : Ce, Gd, Th, La, Ac, Pa, U, Np, Cm.
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Selon Klechkowsky |
En fait : |
La, Z = 57 |
[Xe] 4f1 6s2 |
[Xe] 5d1 6s2 |
Ce, Z = 58 |
[Xe] 4f2 6s2 |
[Xe] 4f1 5d1 6s2 |
Gd, Z = 64 |
[Xe] 4f6 6s2 |
[Xe] 4f7 5d1 6s2 |
Ac, Z = 89 |
[Rn] 5f1 7s2 |
[Rn] 6d1 7s2 |
Th, Z = 90 |
[Rn] 5f2 7s2 |
[Rn] 6d2 7s2 |
Pa, Z = 91 |
[Rn] 5f3 7s2 |
[Rn] 5f2 6d1 7s2 |
U, Z = 92 |
[Rn] 5f4 7s2 |
[Rn] 5f3 6d1 7s2 |
Np, Z = 93 |
[Rn] 5f5 7s2 |
[Rn] 5f4 6d1 7s2 |
Cm, Z = 96 |
[Rn] 5f8 7s2 |
[Rn] 5f7 6d1 7s2 |
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