4. La classification périodique
La décomposition ultime d'une substance quelconque par les méthodes classiques de la chimie conduit à un nombre restreint d'espèces que l'on nomme les éléments. Par exemple, l'hydrogène et le carbone sont les deux seuls éléments entrant dans la composition du méthane, du butane et du benzène. Au total, 117 éléments étaient connus en 2007.
Ces éléments sont définis par leur numéro atomique ou nombre atomique Z, qui est égal au nombre d'électrons gravitant autour du noyau de l'atome (hydrogène : H, Z = 1 ; fer : Fe, Z = 26 ; uranium : U, Z = 92).
En classant les éléments suivant l'ordre croissant de leurs numéros atomiques, on peut constater que des propriétés physiques ou chimiques voisines se retrouvent pour des éléments différents, à des intervalles donnés de la classification. Ces intervalles sont appelés périodes.
Cette « classification périodique des éléments » est schématisée par le « tableau périodique », ou « tableau de Mendeleïev ».
Les éléments s'y succèdent suivant des lignes horizontales de longueur telle que ceux qui présentent des analogies de propriétés sont situés sur une même verticale. Une difficulté surgit dans la présentation du tableau, du fait que les périodes ne sont pas de longueurs égales. La première, très courte, ne comprend que 2 éléments. La deuxième et la troisième en contiennent 8, la quatrième et la cinquième 18, la sixième 32. Ce phénomène, qui s'explique très bien par l'étude de la répartition des électrons autour du noyau atomique pour chaque élément, a conduit à donner au tableau périodique plusieurs formes, dont certaines sont représentées ici.
L'immense intérêt de la classification périodique provient de l'existence de lois simples reliant les propriétés physico-chimiques d'un élément à sa place dans le tableau de Mendeleïev (analogie étroite des éléments d'une même colonne, ou groupe ; augmentation progressive du caractère métallique, quand on parcourt le tableau de droite à gauche et de haut en bas), lois qui font de cette classification un guide précieux pour l'étude de la chimie minérale.
… pour nos abonnés, l'article se prolonge sur 13 pages…
