Le tableau périodique : exercices corrigés de 2de

Le sodium neutre a 11 électrons. Ordre de remplissage : 1s, 2s, 2p, 3s ¹.

On place 2 électrons en 1s, 2 en 2s, 6 en 2p : cela fait 10 électrons. Il en reste 1, qui va en 3s.

Configuration : $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^1$. Contrôle : $2+2+6+1 = 11$.

La couche la plus externe occupée est la couche 3 : c'est la couche de valence ⁶. Elle contient un seul électron.

Trois couches sont occupées, donc le sodium est dans la troisième période ⁶.

Huit électrons à placer, dans l'ordre 1s, 2s, 2p ¹.

1s reçoit 2 électrons, 2s en reçoit 2, il en reste $8-2-2 = 4$ pour 2p.

Configuration : $1s^2\,2s^2\,2p^4$.

La couche de valence est la couche 2. Elle contient $2 + 4 = 6$ électrons.

Deux couches sont occupées : l'oxygène est en période 2 ⁶.

Il faut placer 17 électrons dans l'ordre 1s, 2s, 2p, 3s, 3p ¹.

Les couches 1 et 2 se remplissent complètement : $2 + 2 + 6 = 10$ électrons. Il en reste $17 - 10 = 7$.

Sur ces 7 électrons, 2 vont en 3s et 5 en 3p.

Configuration : $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^5$.

Couche de valence : la couche 3, avec $2+5 = 7$ électrons. Le chlore est en période 3 ⁶.

Colonne : $10 + 7 = 17$.

On additionne les exposants : $2 + 2 + 6 + 2 + 1 = 13$ électrons.

L'atome est neutre, donc $Z = 13$.

La couche la plus externe est la couche 3. Elle contient $2 + 1 = 3$ électrons de valence.

Trois couches sont occupées : période 3 ⁶.

Le tableau range les éléments par numéro atomique croissant ⁵ : cet élément vient donc juste après celui de $Z = 12$.

Li : couche 2, 1 électron. F : couche 2, $2+5 = 7$ électrons. Na : couche 3, 1 électron. Cl : couche 3, $2+5 = 7$ électrons.

Li et Na ont la même configuration externe, de type $s^1$. F et Cl ont la même configuration externe, de type $s^2p^5$.

Une configuration identique des électrons de la couche de valence explique des propriétés chimiques semblables au sein d'un groupe ⁵. Li et Na sont donc dans une même colonne, F et Cl dans une autre.

Périodes : Li et F ont 2 couches occupées (période 2), Na et Cl en ont 3 (période 3) ⁶.

Lithium : $1s^2\,2s^1$, soit 2 couches. Sodium : $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^1$, soit 3 couches.

Le rayon atomique augmente de haut en bas d'une colonne, car chaque période ajoute une couche électronique ⁵. Le sodium, plus bas, a le plus grand rayon.

Les deux atomes ont un électron de valence : même configuration externe, donc propriétés chimiques voisines ⁵.

Hors hydrogène, la première colonne forme la famille des métaux alcalins, très réactifs, qui réagissent violemment avec l'eau ⁵. On prévoit donc que le lithium réagit lui aussi avec l'eau.

Deux électrons, tous deux en 1s : $1s^2$. La couche 1 est la couche de valence et contient 2 électrons.

L'hélium appartient au bloc s, mais ses propriétés chimiques sont celles d'un gaz noble. Pour cette raison, on le rattache au groupe 18 ⁶.

Une seule couche est occupée : période 1. Cette période contient uniquement l'hydrogène et l'hélium ⁶.

Sous-couches à remplir, dans l'ordre : 1s, 2s, 2p, 3s, 3p ¹.

Toutes pleines : $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6$.

Nombre d'électrons : $2+2+6+2+6 = 18$. L'atome est neutre, donc $Z = 18$.

Une nouvelle période commence dès qu'une sous-couche s commence à se remplir ⁶. L'élément suivant place donc son dernier électron dans une nouvelle couche, ce qui ouvre la période suivante.

Durée écoulée : $1895 - 1869 = 26$ années ³⁵.

Mendeleïev regroupe dans une même famille les éléments aux propriétés semblables. Pour respecter ces propriétés chimiques, il inverse certains éléments, comme l'iode et le tellure ⁴.

Aujourd'hui, les éléments sont ordonnés par numéro atomique croissant et organisés selon leur configuration électronique ⁵. Cet ordre explique la périodicité des propriétés.