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Historique du tableau périodique


Depuis l'Antiquité, l'homme a tenté de trouver une explication simple à la complexité de la matière qui l'entoure. On a d'abord pensé que les éléments de toute matière se résumaient à l'eau, la terre, le feu et l'air.

Cette théorie fut délaissée progressivement à mesure que des techniques expérimentales de plus en plus perfectionnées pour étudier la matière et les phénomènes de l'univers physique ont été développées.

À mesure qu'augmentait le nombre d'éléments connus, les chimistes du XIXe siècle éprouvaient le besoin de les ordonner. On connaissait les masses atomiques et on avait déjà l'habitude de classer les éléments d'après l'augmentation de cette caractéristique. La simple progression des masses atomiques ne pouvait toutefois expliquer logiquement les différents comportements des éléments.

Les premières classifications des éléments


Les triades avec Döbereiner

La loi des octaves avec Chancourtois et Newlands

La périodicité du volume atomique avec Meyer

La loi de la périodicité des propriétés avec Mendeleïev



La découverte de gaz rares avec Ramsay

Le numéro atomique avec Moseley

La disposition moderne avec Seaborg

Même si de nombreux éléments furent découverts après la classification des éléments par Mendeleïev et malgré quelques erreurs de classification, sa théorie de la périodicité des propriétés des éléments constitue la base de notre tableau de classification périodique moderne.

De 33 éléments identifiés par Lavoisier vers 1790, nous comptons maintenant 118 éléments.

Fernando Dufour et son arbre périodique des éléments

Un ancien professeur de chimie du Collège Ahuntsic à Montréal, Fernando Dufour, a inventé un nouveau modèle pour placer les éléments. Il s'agit d'un tableau périodique tridimentionnel qu'il a nommé ElemenTree ou arbre périodique. Contrairement aux autres tableaux périodiques, dans lesquels le classement est conforme aux seuls électrons de valence, l'arbre périodique tient compte de tous les électrons de chacun des éléments. Pour en savoir davantage sur cette invention, on peut consulter l'article d'André Lemelin, intitulé De l'ordre dans le tableau (Québec Science, volume 34, numéro 3 (novembre 1995), page 35.

On peut aussi se référer à l'article ElemenTree: A 3-D Periodic Table by Fernando Dufour, revu par George B. Kauffman.

Voyez l'évolution de ses tableaux tridimentionnels: son premier modèle remonte à 1946. Il a consacré plus de 50 ans à tenter de dévoiler le secret périodique...

Les illustrations sont publiées avec la collaboration et la permission de M. Dufour.

Pierre Demers et son système du Québécium

Un professeur horonaire de l'Université de Montréal, Pierre Demers, a imaginé et proposé en 1995 un nouveau système de classification périodique, soit celui du Québécium.

M. Demers propose d'appeler Québécium (Qb) le gaz rare radioactif hypothétique terminant le tableau et portant le numéro 118. Sa formule en sous-couches comprend celle des 117 autres éléments. Le système est basé sur la diminution de la formule du Québécium, que l'auteur nomme vêlage, par analogie avec celui des glaciers libérant des icebergs. Il enlève des électrons en commençant par les dernières sous-couches jusqu'à l'obtention de l'hydrogène.

Système du Québécium, 118 éléments - Aperçu du tableau nouveau
Publié avec la permission de M. Demers

 

En 2011, M. Demers propose une nouvelle forme à son système du Québécium. Les fondements de son système sont expliqués à partir du Site de Pierre Demers.

Système du Québécium
Tableau elliptique des éléments 2011
Publié avec la permission de M. Demers


Différents styles de tableaux périodiques

Depuis que Dimitri Ivanovich Mendeleïev a imaginé le tout premier tableau périodique en 1869, environ un millier de représentations graphiques différentes de cette pierre angulaire de chimie inorganique moderne ont été éditées. On peut voir quelques styles en forme de triangle et de spirale ainsi qu'en couches superposées ou en trois dimensions dans le site: The Pictorial Periodic Table.


Importance du tableau périodique

Le tableau périodique reste, après un siècle, le plus important moyen de comparaison entre les éléments chimiques. Il nous permet d'étudier rationnellement la grande variété des substances que nous trouvons dans la nature.
La classification périodique des éléments exprime une profonde vérité physique et permet d'unifier un grand nombre de connaissances portant sur la matière. Ce classement facilite la compréhension des groupes d'éléments en montrant la relation entre leurs propriétés chimiques et leur structure atomique.
De plus, la connaissance du tableau périodique permet de prévoir les formules des composés et les types de liaisons unissant les composantes d'une molécule.

Structure du tableau périodique

Le tableau périodique se divise en trois grandes régions: les métaux, les non-métaux et les métalloïdes. Les éléments d'une même région possèdent des propriétés communes.


Les rangées horizontales dans le tableau périodique forment les périodes. Les électrons des éléments occupant une même période sont distribués sur un même nombre de couches électroniques, nombre donné par le numéro de période.

Les colonnes verticales, quant à elles, forment les familles. Les éléments appartenant à une même famille ont en commun certaines caractéristiques. C'est donc dire que les propriétés chimiques semblables reviennent périodiquement, d'où le nom de tableau de classification périodique.

Voici le nom des quatre principales familles chimiques :

L'hydrogène se trouve au-dessus de la famille des alcalins. En fait, il n'appartient à aucune famille chimique. Il est un élément unique en son genre pouvant se comporter comme un alcalin et parfois comme un halogène.

Les autres familles chimiques sont désignées par le nom du premier élément qui se trouve en haut de la colonne, sur le tableau périodique. On peut aussi utiliser le chiffre romain et la lettre (A ou B) qui apparaissent en haut des colonnes du tableau.


Principales caractéristiques du tableau périodique

Références

Livres

BANDZUCK, C., L. BÉLISLE et P. VALIQUETTE. Odyssée, Manuel de l'élève, Montréal, Éditions du Renouveau pédagogique inc., 1991, 527 p.

BOUCHARD, Régent., et R. DIONNE. Découvertes - Manuel d'apprentissage, Montréal, Libec inc., 1992, 617 p.

CEMS. La chimie, Science expérimentale, Montréal, C.P.P., 1966, 468 p.

GRAVEL, J.-P., G. G. HALL et S. MADRAS. Éléments de chimie moderne, Montréal, McGraw-Hill, 1969, 438 p.

GRENIER, Eva. En quête des propriétés et de la structure, Laval, HRW, 1991, 150 p.

LAHAIE, R., L. PAPILLON et P. VALIQUETTE. Éléments de chimie expérimentale, Montréal, HRW, 1976, 534 p.

LEDBETTER, E. W., et J. A. YOUNG. À la découverte de la chimie, approche expérimentale et individualisée, Montréal, ERPI, 1973, 357 p.

MORIN, R. Incursion, Laval, Beauchemin, 1992, 432 p.

SCOTT, Michel. À la découverte de la matière et de l'énergie, Livre des connaissances, Anjou, CEC, 1992, 280 p.

SCOTT, Michel. À la découverte de la matière et de l'énergie, Livre des apprentissages 1, Montréal, CEC, 1991, 192 p.

Revue

LEMELIN, André. «De l'ordre dans le tableau», Québec Science, vol. 34, no 3, novembre 1995, p. 35.

Sites WWW

DEMERS, Pierre. (Page consultée le 2 juin 2011). Site de Pierre Demers, [En ligne]. Adresse URL: http://www.er.uqam.ca/nobel/c3410/quebecium.htm

DEMIRJIAN, Doris, et Rollie OTTO. (Page consultée le 5 décembre 2004). Glenn Seaborg - His life and contributions, [En ligne]. Adresse URL: http://www.lbl.gov/seaborg/

HEILMAN, Chris. (Page consultée le 5 décembre 2004). The Pictorial Periodic Table, [En ligne]. Adresse URL: http://140.198.18.108/periodic/periodic.html

KAUFFMAN, George B. (Page consultée le 5 décembre 2004). ElemenTree: A 3-D Periodic Table by Fernando Dufour, [En ligne]. Adresse URL: http://www.link.springer.de/link/service/journals/00897/bibs/0004003/00040308.htm


Une proposition d'activité pédagogique se rapportant à ce contenu est disponible. Pour la consulter, cliquez ici.

Autres textes du site Carrefour atomique donnant des informations sur Mendeleïev et le tableau périodique:



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