Organisation du tableau périodique
Le tableau périodique de Mendeleïev classe les 118 éléments connus par ordre croissant de numéro atomique Z. Cette disposition révèle une périodicité remarquable des propriétés physiques et chimiques.
- Une période (ligne horizontale) correspond à un niveau d'énergie principal n. La période 1 contient H et He (remplissage de la couche 1s). La période 4 commence avec K (remplissage de la 4s) et comprend les métaux de transition (3d).
- Un groupe (colonne verticale) rassemble des éléments de même configuration de valence, donc de propriétés chimiques similaires. Les groupes sont numérotés de 1 à 18.
Les quatre blocs
La position dans le tableau est directement liée à la sous-couche en cours de remplissage :
| Bloc | Sous-couche | Groupes | Exemples |
|---|---|---|---|
| s | ns | 1–2 | H, Li, Na, Mg, Ca |
| p | np | 13–18 | C, N, O, F, Cl, Ne |
| d | (n−1)d | 3–12 | Fe, Cu, Zn, Ti |
| f | (n−2)f | Lanthanides / Actinides | Ce, U |
Les lanthanides (Z = 57–71) et les actinides (Z = 89–103) sont affichés séparément en bas du tableau pour des raisons pratiques de place.
Familles importantes
Certains groupes portent des noms consacrés :
- Groupe 1 — Métaux alcalins : Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Un seul électron de valence (ns¹). Très réactifs, réagissent vigoureusement avec l'eau.
- Groupe 2 — Métaux alcalino-terreux : Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra. Configuration ns².
- Groupe 17 — Halogènes : F, Cl, Br, I, At. Sept électrons de valence (ns² np⁵). Forment facilement des anions X⁻.
- Groupe 18 — Gaz nobles : He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn. Couche de valence complète, très peu réactifs.
Métaux, non-métaux et métalloïdes
Le tableau se divise en trois grandes zones :
Métaux (à gauche et au centre) : brillants, conducteurs de chaleur et d'électricité, malléables. Ils représentent environ 75 % des éléments (ex. Na, Fe, Au).
Non-métaux (en haut à droite) : souvent gazeux à température ambiante, mauvais conducteurs (ex. H, C, N, O, S). Ils forment des liaisons covalentes entre eux et avec les métaux.
Métalloïdes (frontière diagonale) : propriétés intermédiaires, souvent semi-conducteurs (B, Si, Ge, As, Sb, Te). Essentiels en électronique.
Lire la position d'un élément
Connaissant Z, on peut retrouver la période et le groupe sans mémoriser entièrement le tableau. Exemples :
- Chlore (Z = 17) : configuration [Ne] 3s² 3p⁵ → période 3, groupe 17 (halogène).
- Fer (Z = 26) : [Ar] 4s² 3d⁶ → période 4, groupe 8 (métal de transition).
- Germanium (Z = 32) : [Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p² → période 4, groupe 14 (métalloïde).