16. Classification périodique des éléments chimiques

ΦRésumé du cours

Principe

Les éléments sont rangés par numéro atomique Z croissant.

• Une ligne (période) correspond à une couche électronique : 1ʳᵉ période → couche K, 2ᵉ → L, 3ᵉ → M.
• Une colonne (groupe) rassemble les éléments ayant le même nombre d’électrons sur la couche externe.

Familles chimiques

• Alcalins (1ʳᵉ colonne, sauf H) : Li, Na, K… 1 électron externe, donnent des ions M⁺.
• Alcalino-terreux (2ᵉ colonne) : Be, Mg, Ca… donnent des ions M²⁺.
• Halogènes (avant-dernière colonne) : F, Cl, Br… 7 électrons externes, donnent des ions X⁻.
• Gaz nobles (dernière colonne) : He, Ne, Ar… très stables, ne réagissent presque pas.

Règles du duet et de l’octet

Les atomes cherchent à avoir la structure du gaz noble le plus proche : 2 électrons externes (duet, pour Z proche de 2) ou 8 électrons (octet). C’est ce qui explique la charge des ions.

✎Exemples corrigés

?Teste-toi

Clique sur la bonne réponse.

1. Les éléments d’une même colonne ont…

   a) le même Zb) le même nombre d’électrons externesc) la même masse
   Réponse

   b) le même nombre d’électrons externes — C’est la règle des colonnes.

2. Le sodium (Z = 11) donne l’ion…

   a) Na⁻b) Na⁺c) Na²⁺
   Réponse

   b) Na⁺ — Il perd son unique électron externe.

3. L’oxygène (Z = 8) donne l’ion…

   a) O²⁻b) O²⁺c) O⁻
   Réponse

   a) O²⁻ — (K)²(L)⁶ : il gagne 2 électrons.

Φملخص الدرس

المبدأ

تُرتب العناصر حسب تزايد العدد الذري Z.

• يوافق كل سطر (دورة) طبقة إلكترونية: الدورة الأولى ← الطبقة K، الثانية ← L، الثالثة ← M.
• يضم كل عمود (مجموعة) العناصر التي لها نفس عدد الإلكترونات في الطبقة الخارجية.

العائلات الكيميائية

• الفلزات القلوية (العمود الأول، باستثناء H): Li و Na و K… لها إلكترون خارجي واحد، وتعطي أيونات M⁺.
• الفلزات القلوية الترابية (العمود الثاني): Be و Mg و Ca… تعطي أيونات M²⁺.
• الهالوجينات (العمود ما قبل الأخير): F و Cl و Br… لها 7 إلكترونات خارجية، وتعطي أيونات X⁻.
• الغازات النادرة (العمود الأخير): He و Ne و Ar… مستقرة جدًا، لا تكاد تتفاعل.

قاعدتا الثنائية والثمانية

تسعى الذرات إلى اكتساب بنية أقرب غاز نادر: إلكترونان خارجيان (الثنائية، بالنسبة لـ Z القريب من 2) أو 8 إلكترونات (الثمانية). وهذا ما يفسر شحنة الأيونات.

✎أمثلة محلولة

?اختبر نفسك

اضغط على الجواب الصحيح.

1. لعناصر نفس العمود…

   أ) نفس Zب) نفس عدد الإلكترونات الخارجيةج) نفس الكتلة
   الجواب

   ب) نفس عدد الإلكترونات الخارجية — قاعدة الأعمدة.

2. يعطي الصوديوم (Z = 11) الأيون…

   أ) Na⁻ب) Na⁺ج) Na²⁺
   الجواب

   ب) Na⁺ — يفقد إلكترونه الخارجي الوحيد.

3. يعطي الأكسجين (Z = 8) الأيون…

   أ) O²⁻ب) O²⁺ج) O⁻
   الجواب

   أ) O²⁻ — (K)²(L)⁶: يكتسب إلكترونين.