Tableau périodique des éléments

Comment lire le tableau périodique

Chaque case résume quatre informations. Le petit nombre dans le coin est le numéro atomique : le nombre de protons du noyau, ce qui fait qu'un élément est précisément cet élément. Changez-le et vous obtenez un élément différent. Les grandes lettres sont le symbole chimique, une abréviation internationale identique dans toutes les langues, même si plusieurs viennent du latin et non du français : Fe pour ferrum, Au pour aurum, Pb pour plumbum. En dessous figure le nom de l'élément, puis la masse atomique en unités de masse atomique.

La disposition elle-même apporte de l'information. En lisant une ligne de gauche à droite, le numéro atomique augmente d'une unité à chaque case et les propriétés évoluent progressivement : les métaux de gauche cèdent la place aux non-métaux de droite. En lisant une colonne de haut en bas, on trouve des éléments qui se comportent de la même façon, parce qu'ils ont le même nombre d'électrons sur leur couche la plus externe.

Comment les éléments sont organisés

Le tableau superpose trois principes d'organisation.

• Les périodes sont les sept lignes horizontales. Le numéro de période indique combien de couches électroniques possède l'atome : tout ce qui est en période 3 a trois couches.
• Les groupes sont les dix-huit colonnes verticales. Les éléments d'un même groupe partagent le même nombre d'électrons externes, et donc la même chimie : le groupe 1 est celui des métaux alcalins, le 17 celui des halogènes et le 18 celui des gaz nobles.
• Les blocs sont les régions nommées d'après l'orbitale en cours de remplissage : s, p, d et f. Le bloc s regroupe les deux colonnes de gauche, le bloc p les six colonnes de droite, le bloc d les dix colonnes centrales, et le bloc f les deux lignes détachées en dessous.

Pourquoi deux lignes sont détachées en dessous

Le bloc f appartient en réalité au creux situé entre les groupes 2 et 3 des périodes 6 et 7, mais l'y placer obligerait à dessiner un tableau de 32 colonnes, bien trop large pour une page ou un mur de classe. On le détache donc et on le place en dessous, en laissant à sa place les repères « 57–71 » et « 89–103 ».

Basculez le tableau ci-dessus en vue 32 colonnes pour le remettre à sa place.

Une brève histoire

Vers 1860, les chimistes connaissaient une soixantaine d'éléments et soupçonnaient qu'un ordre les régissait, mais personne n'était parvenu à faire coïncider ce schéma. Dmitri Mendeleïev a publié sa version en 1869, et ce qui l'a fait fonctionner fut un acte d'audace : là où le schéma exigeait un élément que personne n'avait jamais observé, il a laissé un vide et prédit ses caractéristiques, sa masse, sa densité et la couleur de son oxyde.

Le gallium est arrivé en 1875, le scandium en 1879 et le germanium en 1886, et tous trois ressemblaient à ce qui avait été annoncé. Ces vides avaient rendu le tableau vérifiable, et le tableau a passé l'épreuve. Mendeleïev classait par poids atomique, ce qui échouait dans quelques cas récalcitrants ; Henry Moseley les a résolus en 1913 en démontrant que le véritable principe de classement est la charge nucléaire, c'est-à-dire le numéro atomique.