Combien de métaux y a-t-il dans le tableau périodique.

Il existe de nombreuses séquences répétitives dans la nature :

Saisons;
Heures du jour;
jours de la semaine…

Au milieu du XIXe siècle, D.I. Mendeleev a remarqué que les propriétés chimiques des éléments ont également une certaine séquence (on dit que cette idée lui est venue dans un rêve). Le résultat des merveilleux rêves du scientifique fut le tableau périodique des éléments chimiques, dans lequel D.I. Mendeleïev a classé les éléments chimiques par ordre croissant de masse atomique. Dans le tableau moderne, les éléments chimiques sont classés par ordre croissant du numéro atomique de l'élément (le nombre de protons dans le noyau d'un atome).

Le numéro atomique est indiqué au-dessus du symbole d'un élément chimique, en dessous du symbole se trouve sa masse atomique (la somme des protons et des neutrons). Attention, la masse atomique de certains éléments n’est pas un nombre entier ! N'oubliez pas les isotopes ! La masse atomique est la moyenne pondérée de tous les isotopes d'un élément présents dans la nature dans des conditions naturelles.

Sous le tableau se trouvent les lanthanides et les actinides.

Métaux, non-métaux, métalloïdes

Situé dans le tableau périodique à gauche de la ligne diagonale étagée qui commence par le bore (B) et se termine par le polonium (Po) (les exceptions sont le germanium (Ge) et l'antimoine (Sb). Il est facile de voir que les métaux occupent la majeure partie du Tableau Périodique Propriétés de base des métaux : durs (sauf le mercure) ; brillants ; bons conducteurs électriques et thermiques ; plastiques ; malléables ; cèdent facilement des électrons.

Les éléments situés à droite de la diagonale étagée B-Po sont appelés non-métaux. Les propriétés des non-métaux sont exactement à l’opposé de celles des métaux : mauvais conducteurs de chaleur et d’électricité ; fragile; non malléable; non plastique; acceptent généralement les électrons.

Métalloïdes

Entre les métaux et les non-métaux, il y a semi-métaux(métalloïdes). Ils se caractérisent par les propriétés des métaux et des non-métaux. Les semi-métaux ont trouvé leur principale application dans l'industrie dans la production de semi-conducteurs, sans lesquels aucun microcircuit ou microprocesseur moderne n'est concevable.

Périodes et groupes

Comme mentionné ci-dessus, le tableau périodique se compose de sept périodes. À chaque période, les numéros atomiques des éléments augmentent de gauche à droite.

Les propriétés des éléments changent séquentiellement selon les périodes : ainsi le sodium (Na) et le magnésium (Mg), situés au début de la troisième période, cèdent des électrons (Na cède un électron : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ; Mg donne jusqu'à deux électrons : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). Mais le chlore (Cl), situé en fin de période, prend un élément : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.

Dans les groupes, au contraire, tous les éléments ont les mêmes propriétés. Par exemple, dans le groupe IA(1), tous les éléments du lithium (Li) au francium (Fr) donnent un électron. Et tous les éléments du groupe VIIA(17) prennent un élément.

Certains groupes sont si importants qu’ils ont reçu des noms spéciaux. Ces groupes sont discutés ci-dessous.

Groupe IA(1). Les atomes des éléments de ce groupe n’ont qu’un seul électron dans leur couche électronique externe, ils cèdent donc facilement un électron.

Les métaux alcalins les plus importants sont le sodium (Na) et le potassium (K), car ils jouent un rôle important dans la vie humaine et font partie des sels.

Configurations électroniques :

Li- 1s 2 2s 1 ;
N / A- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ;
K- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Groupe IIA(2). Les atomes des éléments de ce groupe ont deux électrons dans leur couche électronique externe, qu'ils cèdent également lors de réactions chimiques. L'élément le plus important est le calcium (Ca), qui constitue la base des os et des dents.

Configurations électroniques :

Être- 1s 2 2s 2 ;
Mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ;
Californie- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Groupe VIIA(17). Les atomes des éléments de ce groupe reçoivent généralement un électron chacun, car Il y a cinq éléments sur la couche électronique externe et il manque juste un électron dans « l’ensemble complet ».

Les éléments les plus connus de ce groupe : le chlore (Cl) - fait partie du sel et de l'eau de Javel ; L'iode (I) est un élément qui joue un rôle important dans l'activité de glande thyroïde personne.

Configuration électronique:

F- 1s 2 2s 2 2p 5 ;
Cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 ;
Br- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

Groupe VIII(18). Les atomes des éléments de ce groupe ont une couche électronique externe entièrement « complète ». Par conséquent, ils « n’ont pas » besoin d’accepter des électrons. Et ils « ne veulent pas » les donner. Par conséquent, des éléments de ce groupe sont très « réticents » à rejoindre réactions chimiques. Pendant longtemps on croyait qu'ils ne réagissaient pas du tout (d'où le nom d'« inertes », c'est-à-dire « inactifs »). Mais le chimiste Neil Bartlett a découvert que certains de ces gaz peuvent encore réagir avec d'autres éléments dans certaines conditions.

Configurations électroniques :

Né- 1s 2 2s 2 2p 6 ;
Ar- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ;
Kr- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

Éléments de Valence en groupes

Il est facile de remarquer qu'au sein de chaque groupe, les éléments sont similaires les uns aux autres dans leurs électrons de valence (électrons des orbitales s et p situés sur le niveau d'énergie externe).

Les métaux alcalins ont 1 électron de valence :

Li- 1s 2 2s 1 ;
N / A- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ;
K- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Les métaux alcalino-terreux ont 2 électrons de valence :

Être- 1s 2 2s 2 ;
Mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ;
Californie- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Les halogènes ont 7 électrons de valence :

F- 1s 2 2s 2 2p 5 ;
Cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 ;
Br- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3j 10 4p 5

Les gaz inertes ont 8 électrons de valence :

Né- 1s 2 2s 2 2p 6 ;
Ar- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ;
Kr- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

Pour plus d’informations, consultez l’article Valence et le Tableau des configurations électroniques des atomes d’éléments chimiques par période.

Tournons maintenant notre attention vers les éléments situés en groupes avec des symboles DANS. Ils sont situés au centre du tableau périodique et sont appelés métaux de transition.

Une particularité de ces éléments est la présence dans les atomes d'électrons qui remplissent orbitales d:

Sc- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1 ;
Ti- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2

Séparément de la table principale se trouvent lanthanides Et actinides- ce sont les soi-disant métaux de transition internes. Dans les atomes de ces éléments, les électrons remplissent orbitales f:

Ce- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 1 5d 1 6s 2 ;
Ème- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6 6d 2 7s 2

La nature a une certaine cyclicité et répétition dans ses manifestations. Les scientifiques de la Grèce antique y ont également prêté attention lorsqu'ils ont essayé de décomposer la nature des choses en composants : éléments, figures géométriques et même des atomes. Les scientifiques modernes prêtent également attention aux signes de répétition. Par exemple, Carl Linnaeus a pu construire un système d'êtres vivants basé sur la similitude phénotypique.

Pendant longtemps, la chimie en tant que science est restée sans système capable d’organiser la grande variété de substances découvertes. Les connaissances des anciens alchimistes ont fourni un matériau riche pour construire un tel système. De nombreux scientifiques ont tenté de construire un schéma harmonieux, mais toutes leurs tentatives ont été vaines. Ce fut le cas jusqu'en 1869, lorsque le grand chimiste russe Dmitri Ivanovitch Mendeleïev présenta au monde son idée originale : le tableau périodique des éléments chimiques. On dit qu'un scientifique a rêvé de la table. Dans son rêve, il voyait une table alignée en forme de serpent et enroulée autour de ses pieds. La fiabilité de ce fait est douteuse, mais quoi qu'il en soit, ce fut une véritable avancée scientifique.

Mendeleïev a classé les éléments par ordre croissant de masse atomique. Ce principe est toujours d'actualité aujourd'hui, mais il repose désormais sur le nombre de protons et de neutrons dans le noyau.

Les métaux et leurs propriétés distinctives

Tous les éléments chimiques peuvent être assez grossièrement divisés en métaux et non-métaux. Qu’est-ce qui les différencie les uns des autres ? Comment distinguer un métal d’un non-métal ?

Sur les 118 substances découvertes, 94 appartiennent au groupe des métaux. Le groupe est représenté par différents sous-groupes :

Quelles caractéristiques sont communes à tous les métaux ?

Tous les métaux sont solides à température ambiante. Cela est vrai pour tous les éléments, à l’exception du mercure, qui est solide jusqu’à moins 39 degrés Celsius. Dans des conditions ambiantes, le mercure est un liquide.
La plupart des éléments de ce groupe ont haute température fusion. Par exemple, le tungstène fond à une température de 3 410 degrés Celsius. Pour cette raison, il est utilisé pour fabriquer du filament dans les lampes à incandescence.
Tous les métaux sont ductiles. Cela se manifeste par le fait que le réseau cristallin du métal permet aux atomes de se déplacer. En conséquence, les métaux peuvent se plier sans déformation physique et être forgés. Le cuivre, l'or et l'argent sont particulièrement ductiles. C’est pourquoi, historiquement, ils ont été les premiers métaux transformés par l’homme. Puis il a appris à traiter le fer.
Tous les métaux conduisent très bien l’électricité, ce qui est encore une fois dû à la structure du réseau cristallin métallique, qui contient des électrons mobiles. Entre autres choses, ces éléments conduisent très facilement la chaleur.
Et enfin, tous les métaux ont un éclat métallique caractéristique et incomparable. La couleur est le plus souvent grisâtre avec une teinte bleue. Au, Cu ou Cs ont des teintes jaunes et rouges.

A ne pas manquer : mécanisme d'éducation, exemples précis.

Non-métaux

Tous les non-métaux sont situés dans le coin supérieur droit du tableau périodique le long d’une diagonale qui peut aller de l’hydrogène à l’astatine et au radon. À propos, l’hydrogène peut également présenter des propriétés métalliques dans certaines conditions.

La principale différence avec les métaux réside dans la structure du réseau cristallin. Alors que les métaux ont un réseau cristallin métallique, les non-métaux peuvent avoir un réseau atomique ou moléculaire. Réseau moléculaire posséder certains gaz - oxygène, chlore, soufre, azote. Les substances possédant un réseau atomique ont un état d'agrégation solide et un point de fusion relativement élevé.

Les propriétés physiques des non-métaux sont très diverses ; les non-métaux peuvent être des substances solides (iode, carbone, soufre, phosphore), liquides (uniquement le brome), gazeuses (fluor, chlore, azote, oxygène, hydrogène) avec des propriétés complètement différentes. couleur. L'état d'agrégation peut changer sous l'influence de la température.

D'un point de vue chimique, les non-métaux peuvent agir comme agents oxydants et réducteurs. Les non-métaux peuvent interagir entre eux et avec les métaux. L'oxygène, par exemple, agit comme un agent oxydant avec toutes les substances, mais avec le fluor, il agit comme un agent réducteur.

Allotropie

Une autre propriété étonnante des non-métaux est un phénomène appelé allotropie - modification de substances, conduisant à diverses modifications allotropiques du même élément chimique. Le mot « allotropie » peut être traduit du grec comme « un autre bien ». C'est comme ça.

Considérons plus en détail en utilisant l'exemple d'une liste de quelques substances simples:

D'autres substances ont également des modifications– soufre, sélénium, bore, arsenic, bore, silicium, antimoine. À différentes températures, de nombreux métaux présentent également ces propriétés.

Bien entendu, la division de toutes les substances simples en groupes de métaux et de non-métaux est tout à fait arbitraire. Cette division facilite la compréhension des propriétés des substances chimiques et crée l'illusion de leur séparation en substances distinctes. Comme tout dans le monde, cette division est relative et dépend de facteurs externes environnement– pression, température, lumière, etc.

Instructions

Prenez le tableau périodique et, à l'aide d'une règle, tracez une ligne qui commence dans la cellule avec l'élément Be (béryllium) et se termine dans la cellule avec l'élément At (Astatine).

Les éléments qui seront à gauche de cette ligne sont des métaux. De plus, plus l'élément est situé « en bas et à gauche », plus ses propriétés métalliques sont prononcées. Il est facile de voir que dans le tableau périodique, un tel métal est (Fr) - le métal alcalin le plus actif.

En conséquence, les éléments à droite de la ligne ont des propriétés. Et ici aussi, une règle similaire s'applique : plus l'élément est « haut et à droite » de la ligne, plus il est résistant. Un tel élément du tableau périodique est le fluor (F), l'agent oxydant le plus puissant. Il est si actif que les chimistes lui donnaient un nom respectueux, quoique officieux : « Tout mâche ».

Des questions peuvent surgir telles que « Qu’en est-il des éléments qui se trouvent sur la ligne elle-même ou très proches de celle-ci ? Ou, par exemple : « À droite et au-dessus de la ligne se trouvent du chrome, . S'agit-il vraiment de non-métaux ? Après tout, ils sont utilisés dans la production d’acier comme additifs d’alliage. Mais on sait que même les petites impuretés des non-métaux les rendent cassants. Le fait est que les éléments situés sur la ligne elle-même (par exemple, l'aluminium, le germanium, le niobium, l'antimoine) ont un double caractère.

Quant au vanadium, au chrome, au manganèse, par exemple, les propriétés de leurs composés dépendent de l'état d'oxydation des atomes de ces éléments. Par exemple, leurs oxydes supérieurs, tels que V2O5, CrO3, Mn2O7, ont été prononcés. C'est pourquoi ils sont situés à des endroits apparemment « illogiques » dans le tableau périodique. Dans leur forme « pure », ces éléments sont bien entendu des métaux et possèdent toutes les propriétés des métaux.

Sources:

métaux dans le tableau périodique

Pour les écoliers étudiant la table Mendeleïev- un horrible rêve. Même les trente-six éléments que les enseignants attribuent habituellement entraînent des heures de bachotage épuisant et des maux de tête. Beaucoup de gens ne croient même pas à ce qu’il faut apprendre tableau Mendeleïev est réel. Mais l’utilisation de mnémoniques peut rendre la vie beaucoup plus facile aux étudiants.

Instructions

Comprendre la théorie et choisir la bonne technique Règles qui facilitent la mémorisation du matériel, mnémotechnique. Leur astuce principale est la création de connexions associatives, lorsque des informations abstraites sont regroupées dans une image lumineuse, un son ou même une odeur. Il existe plusieurs techniques mnémotechniques. Par exemple, vous pouvez écrire une histoire à partir d'éléments d'informations mémorisés, rechercher des mots de consonnes (rubidium - switch, césium - Jules César), activer l'imagination spatiale ou simplement faire rimer les éléments du tableau périodique.

La ballade de l’azote Il vaut mieux faire rimer les éléments du tableau périodique de Mendeleïev avec du sens, selon certaines caractéristiques : par valence, par exemple. Ainsi, les alcalins riment très facilement et sonnent comme une chanson : « Lithium, potassium, sodium, rubidium, césium francium ». "Magnésium, calcium, zinc et baryum - leur valence est égale à une paire" est un classique indémodable du folklore scolaire. Sur le même sujet : « Le sodium, le potassium et l'argent sont des bienfaits monovalents » et « Le sodium, le potassium et l'argent sont des bienfaits monovalents ». La créativité, contrairement au bachotage, qui dure quelques jours au maximum, stimule la mémoire à long terme. Cela signifie davantage sur l'aluminium, des poèmes sur l'azote et des chansons sur la valence - et la mémorisation se déroulera comme sur des roulettes.

Thriller acide Pour faciliter la mémorisation, une idée est inventée dans laquelle des éléments du tableau périodique sont transformés en héros, en détails de paysage ou en éléments d'intrigue. Voici par exemple un texte bien connu : « Les Asiatiques (Azote) ont commencé à verser de l'eau (Lithium) (Hydrogène) dans Pinède(Bohr). Mais ce n’était pas de lui (Neon) dont nous avions besoin, mais de Magnolia (Magnésium). Il peut être complété par l'histoire d'une Ferrari (iron - ferrum), dans laquelle l'agent secret "Chlorine zéro dix-sept" (17 - numéro de série du chlore) voyageait pour attraper le maniaque Arseny (arsenic - arsenicum), qui avait 33 dents (33 - numéro de série arsenic), mais quelque chose d'aigre est entré dans sa bouche (oxygène), c'était huit balles empoisonnées (8 est le numéro de série de l'oxygène)... On peut continuer à l'infini. À propos, un roman écrit sur la base du tableau périodique peut être confié à un professeur de littérature comme texte expérimental. Elle va probablement aimer ça.

Construire un palais de la mémoire C'est l'un des noms d'une technique de mémorisation assez efficace lorsque la pensée spatiale est activée. Son secret est que nous pouvons tous décrire facilement notre chambre ou le chemin de la maison au magasin, à l'école, etc. Afin de créer une séquence d'éléments, il faut les placer le long de la route (ou dans la pièce), et présenter chaque élément de manière très claire, visible, tangible. Voici une blonde maigre au visage long. Le travailleur acharné qui pose le carrelage est le silicium. Un groupe d'aristocrates dans une voiture chère - des gaz inertes. Et bien sûr, des ballons à l'hélium.

note

Il n'est pas nécessaire de vous forcer à mémoriser les informations contenues dans les cartes. Le mieux est d’associer chaque élément à une certaine image lumineuse. Silicium – avec la Silicon Valley. Lithium - avec des piles au lithium téléphone mobile. Il peut y avoir de nombreuses options. Mais la combinaison d'une image visuelle, d'une mémorisation mécanique et de la sensation tactile d'une carte brillante rugueuse ou, au contraire, lisse, vous aidera à extraire facilement les moindres détails des profondeurs de la mémoire.

Conseil utile

Vous pouvez tirer les mêmes cartes avec des informations sur les éléments que Mendeleev possédait à son époque, mais seulement les compléter avec des informations modernes : le nombre d'électrons au niveau externe, par exemple. Il vous suffit de les disposer avant de vous coucher.

Sources:

Règles mnémoniques pour la chimie
comment se souvenir du tableau périodique

Le problème de la définition est loin d’être vain. Ce ne sera guère agréable si, dans une bijouterie, ils veulent vous offrir un faux au lieu d'un article en or coûteux. N'est-ce pas intéressant d'où métal Fabriqué à partir d’une pièce de voiture cassée ou d’une antiquité trouvée ?

Instructions

Voici par exemple comment est déterminée la présence de cuivre dans un alliage. Appliquer sur une surface nettoyée métal goutte (1:1) d’acide nitrique. À la suite de la réaction, du gaz commencera à être libéré. Après quelques secondes, épongez la gouttelette avec du papier filtre, puis maintenez-la là où se trouve la solution d'ammoniaque concentrée. Le cuivre réagira et donnera à la tache une couleur bleu foncé.

Voici comment distinguer le bronze du laiton. Placez un morceau de copeaux de métal ou de sciure de bois dans un bécher avec 10 ml d'une solution (1:1) d'acide nitrique et couvrez-le de verre. Attendez un peu jusqu'à ce qu'il se dissolve complètement, puis chauffez le liquide obtenu presque à ébullition pendant 10 à 12 minutes. Un résidu blanc vous rappellera le bronze, mais le bécher avec le laiton restera.

Vous pouvez déterminer le nickel de la même manière que le cuivre. Appliquer une goutte de solution d'acide nitrique (1:1) sur la surface métal et attendez 10-15 secondes. Épongez la goutte avec du papier filtre, puis maintenez-la au-dessus de la vapeur d'ammoniaque concentrée. Appliquez une solution à 1% de diméthylglyoxine dans l'alcool sur la tache sombre résultante.

Le nickel vous « signalera » avec sa couleur rouge caractéristique. Le plomb peut être déterminé à l’aide de cristaux d’acide chromique et d’une goutte d’acide acétique réfrigéré appliqué dessus et, après une minute, d’une goutte d’eau. Si vous voyez un précipité jaune, vous savez qu’il s’agit du chromate de plomb.

Versez une partie du liquide de test dans un récipient séparé et ajoutez-y un peu de solution de lapis. Dans ce cas, un précipité blanc « caillé » de chlorure d’argent insoluble se formera instantanément. Autrement dit, il y a certainement un ion chlorure dans la molécule de la substance. Mais peut-être qu’il ne s’agit pas, après tout, d’une solution d’une sorte de sel contenant du chlore ? Par exemple, le chlorure de sodium ?

Rappelez-vous une autre propriété des acides. Les acides forts (et l'acide chlorhydrique, bien sûr, en fait partie) peuvent en déplacer les acides faibles. Placez un peu de poudre de soude - Na2CO3 - dans un flacon ou un bécher et ajoutez lentement le liquide à tester. S'il y a immédiatement un sifflement et que la poudre « bout » littéralement, il n'y aura aucun doute : il s'agit de l'acide chlorhydrique.

Chaque élément du tableau se voit attribuer un numéro de série spécifique (H - 1, Li - 2, Be - 3, etc.). Ce nombre correspond au noyau (le nombre de protons dans le noyau) et au nombre d'électrons en orbite autour du noyau. Le nombre de protons est donc égal au nombre d’électrons, ce qui signifie que dans des conditions normales l’atome est électriquement .

La division en sept périodes s'effectue en fonction du nombre de niveaux d'énergie de l'atome. Les atomes de la première période ont une couche électronique à un seul niveau, la deuxième à deux niveaux, la troisième à trois niveaux, etc. Lorsqu'un nouveau niveau d'énergie est rempli, cela commence nouvelle période.

Les premiers éléments de toute période sont caractérisés par des atomes qui ont un électron au niveau externe - ce sont des atomes de métaux alcalins. Les périodes se terminent par des atomes de gaz rares, qui ont un niveau d'énergie externe entièrement rempli d'électrons : dans la première période, les gaz rares ont 2 électrons, dans les périodes suivantes - 8. C'est précisément à cause de la structure similaire des couches électroniques que les groupes d’éléments ont une physique similaire.

Dans le tableau D.I. Mendeleev compte 8 sous-groupes principaux. Ce nombre est déterminé par le nombre maximum possible d'électrons au niveau d'énergie.

Au bas du tableau périodique, les lanthanides et les actinides sont distingués en séries indépendantes.

En utilisant le tableau D.I. Mendeleïev, on peut observer la périodicité des propriétés suivantes des éléments : rayon atomique, volume atomique ; potentiel d'ionisation; forces d'affinité électronique ; électronégativité de l'atome ; ; propriétés physiques des composés potentiels.

Périodicité clairement traçable de la disposition des éléments dans le tableau D.I. Mendeleev s'explique rationnellement par la nature séquentielle du remplissage des niveaux d'énergie avec des électrons.

Sources:

Tableau de Mendeleïev

La loi périodique, qui constitue la base de la chimie moderne et explique les modèles de changements dans les propriétés des éléments chimiques, a été découverte par D.I. Mendeleïev en 1869. La signification physique de cette loi est révélée par l'étude de la structure complexe de l'atome.

Au XIXe siècle, on croyait que la masse atomique était caractéristique principaleélément, il était donc utilisé pour classer les substances. De nos jours, les atomes sont définis et identifiés par la quantité de charge présente sur leur noyau (le nombre et le numéro atomique du tableau périodique). Cependant, la masse atomique des éléments, à quelques exceptions près (par exemple, la masse atomique est inférieure à la masse atomique de l'argon), augmente proportionnellement à leur charge nucléaire.

Avec une augmentation de la masse atomique, on observe un changement périodique des propriétés des éléments et de leurs composés. Il s'agit de la métallicité et de la non-métallicité des atomes, du rayon atomique, du potentiel d'ionisation, de l'affinité électronique, de l'électronégativité, des états d'oxydation, des composés (points d'ébullition, points de fusion, densité), de leur basicité, de leur amphotéricité ou de leur acidité.

Combien d'éléments y a-t-il dans le tableau périodique moderne

Le tableau périodique exprime graphiquement la loi qu'il a découverte. Le tableau périodique moderne contient 112 éléments chimiques (les derniers sont le Meitnerium, le Darmstadtium, le Roentgenium et le Copernicium). Selon les dernières données, les 8 éléments suivants ont également été découverts (jusqu'à 120 inclus), mais tous n'ont pas reçu leur nom, et ces éléments sont encore peu nombreux dans les publications imprimées.

Chaque élément occupe une cellule spécifique du tableau périodique et possède son propre numéro d'ordre, correspondant à la charge du noyau de son atome.

Comment est construit le tableau périodique ?

La structure du tableau périodique est représentée par sept périodes, dix lignes et huit groupes. Chaque période commence par un métal alcalin et se termine par un gaz rare. Les exceptions sont la première période, qui commence par l'hydrogène, et la septième période incomplète.

Les périodes sont divisées en petites et grandes. Les petites périodes (première, deuxième, troisième) sont constituées d'une rangée horizontale, les grandes périodes (quatrième, cinquième, sixième) de deux rangées horizontales. Les lignes supérieures des grandes périodes sont appelées paires, les lignes inférieures sont appelées impaires.

Dans la sixième période du tableau après (numéro de série 57), il y a 14 éléments dont les propriétés sont similaires au lanthane - les lanthanides. Ils sont répertoriés au bas du tableau sur une ligne distincte. Il en va de même pour les actinides situés après l'actinium (portant le numéro 89) et reprenant largement ses propriétés.

Les rangées paires de grandes périodes (4, 6, 8, 10) sont remplies uniquement de métaux.

Les éléments des groupes présentent la même valence en oxydes et autres composés, et cette valence correspond au numéro de groupe. Les principaux contiennent des éléments de petites et grandes périodes, uniquement des grandes. De haut en bas, ils se renforcent, les non métalliques s'affaiblissent. Tous les atomes des sous-groupes latéraux sont des métaux.

Le tableau des éléments chimiques périodiques est devenu l'un des événements majeurs dans l'histoire des sciences et apporté à son créateur, le scientifique russe Dmitri Mendeleïev, renommée mondiale. Cet homme extraordinaire a réussi à combiner tous les éléments chimiques en un seul concept, mais comment a-t-il réussi à ouvrir sa célèbre table ?

Les propriétés des éléments chimiques permettent de les regrouper en groupes appropriés. Sur ce principe, le système périodique a été créé, qui a changé l'idée des substances existantes et a permis de supposer l'existence de nouveaux éléments jusqu'alors inconnus.

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Le tableau périodique de Mendeleïev

Le tableau périodique des éléments chimiques a été établi par D.I. Mendeleïev dans la seconde moitié du XIXe siècle. Qu'est-ce que c'est et à quoi ça sert ? Il rassemble tous les éléments chimiques par ordre de poids atomique croissant, et ils sont tous disposés de telle manière que leurs propriétés changent de manière périodique.

Le système périodique de Mendeleïev regroupait en un seul système tous les éléments existants, auparavant considérés comme de simples substances individuelles.

Sur la base de son étude, de nouveaux ont été prédits puis synthétisés. substances chimiques. L'importance de cette découverte pour la science ne peut être surestimée, elle était nettement en avance sur son temps et a donné une impulsion au développement de la chimie pendant de nombreuses décennies.

Il existe trois options de table les plus courantes, classiquement appelées « courte », « longue » et « extra-longue ». ». La table principale est considérée comme une longue table, elle officiellement approuvé. La différence entre eux réside dans la disposition des éléments et la durée des périodes.

Qu'est-ce qu'une période

Le système contient 7 périodes. Ils sont représentés graphiquement sous forme de lignes horizontales. Dans ce cas, un point peut comporter une ou deux lignes, appelées lignes. Chaque élément suivant diffère du précédent en augmentant la charge nucléaire (nombre d'électrons) de un.

Pour faire simple, un point est une ligne horizontale du tableau périodique. Chacun d'eux commence par du métal et se termine par un gaz inerte. En fait, cela crée une périodicité - les propriétés des éléments changent au cours d'une période, se répétant à nouveau la suivante. Les première, deuxième et troisième périodes sont incomplètes, elles sont dites petites et contiennent respectivement 2, 8 et 8 éléments. Les autres sont complets, ils comportent chacun 18 éléments.

Qu'est-ce qu'un groupe

Un groupe est une colonne verticale, contenant des éléments de même structure électronique ou, plus simplement, de même valeur supérieure. Le long tableau officiellement approuvé contient 18 groupes, qui commencent par les métaux alcalins et se terminent par les gaz rares.

Chaque groupe possède son propre nom, ce qui facilite la recherche ou la classification des éléments. Les propriétés métalliques sont renforcées, quel que soit l'élément, de haut en bas. Cela est dû à une augmentation du nombre d'orbites atomiques - plus il y en a, plus les liaisons électroniques sont faibles, ce qui rend le réseau cristallin plus prononcé.

Métaux dans le tableau périodique

Métaux dans le tableau Mendeleev en a un nombre prédominant, leur liste est assez longue. Ils sont caractérisés caractéristiques communes, selon leurs propriétés, ils sont hétérogènes et sont divisés en groupes. Certains d'entre eux ont peu de points communs avec les métaux sens physique, tandis que d'autres ne peuvent exister que pendant des fractions de seconde et ne sont absolument pas trouvés dans la nature (du moins sur la planète), puisqu'ils ont été créés, ou plutôt calculés et confirmés en laboratoire, artificiellement. Chaque groupe a ses propres caractéristiques, le nom est sensiblement différent des autres. Cette différence est particulièrement prononcée dans le premier groupe.

Position des métaux

Quelle est la position des métaux dans le tableau périodique ? Les éléments sont disposés en augmentant la masse atomique ou le nombre d'électrons et de protons. Leurs propriétés changent périodiquement, il n'y a donc pas de placement précis sur une base individuelle dans le tableau. Comment identifier les métaux, et est-il possible de le faire à l'aide du tableau périodique ? Afin de simplifier la question, une technique spéciale a été inventée : conditionnellement, une ligne diagonale est tracée de Bor à Polonius (ou à Astatus) aux jonctions des éléments. Ceux de gauche sont des métaux, ceux de droite sont des non-métaux. Ce serait très simple et cool, mais il y a des exceptions : le germanium et l'antimoine.

Cette « méthodologie » est une sorte d’aide-mémoire ; elle a été inventée uniquement pour simplifier le processus de mémorisation. Pour une représentation plus précise, il convient de rappeler que la liste des non-métaux ne comprend que 22 éléments, par conséquent, en répondant à la question, combien de métaux sont contenus dans le tableau périodique ?

Sur la figure, vous pouvez clairement voir quels éléments sont des non-métaux et comment ils sont classés dans le tableau par groupes et périodes.

Propriétés physiques générales

Il existe des propriétés physiques générales des métaux. Ceux-ci inclus:

Plastique.
Brillance caractéristique.
Conductivité électrique.
Conductivité thermique élevée.
Tous, sauf le mercure, sont à l'état solide.

Il faut comprendre que les propriétés des métaux varient considérablement selon leur essence chimique ou physique. Certains d’entre eux ne ressemblent guère aux métaux au sens ordinaire du terme. Par exemple, le mercure occupe une position particulière. Dans des conditions normales, il est à l'état liquide et ne possède pas de réseau cristallin, à la présence duquel d'autres métaux doivent leurs propriétés. Les propriétés de ces derniers dans ce cas sont conditionnelles, le mercure leur ressemble davantage dans ses caractéristiques chimiques.

Intéressant! Les éléments du premier groupe, les métaux alcalins, ne se trouvent pas sous forme pure, mais se retrouvent dans divers composés.

Le métal le plus mou existant dans la nature, le césium, appartient à ce groupe. Comme d’autres substances alcalines, elle a peu de points communs avec les métaux plus courants. Certaines sources affirment qu'en fait, le métal le plus mou est le potassium, ce qui est difficile à contester ou à confirmer, car ni l'un ni l'autre élément n'existe en soi - lorsqu'ils sont libérés à la suite d'une réaction chimique, ils s'oxydent ou réagissent rapidement.

Le deuxième groupe de métaux - les métaux alcalino-terreux - est beaucoup plus proche des groupes principaux. Le nom « terre alcaline » vient de l’Antiquité, lorsque les oxydes étaient appelés « terres » parce qu’ils avaient une structure lâche et friable. Les métaux à partir du groupe 3 ont des propriétés plus ou moins familières (au sens courant du terme). À mesure que le nombre de groupes augmente, la quantité de métaux diminue

Les métaux sont des éléments qui composent la nature qui nous entoure. Depuis que la Terre existe, les métaux existent depuis aussi longtemps.

La croûte terrestre contient les métaux suivants :

aluminium - 8,2%,
fer - 4,1%,
calcium - 4,1%,
sodium - 2,3%,
magnésium - 2,3%,
potassium - 2,1%,
titane - 0,56%, etc.

Sur ce moment la science possède des informations sur 118 éléments chimiques. Quatre-vingt-cinq éléments de cette liste sont des métaux.

Propriétés chimiques des métaux

Afin de comprendre de quoi dépendent les propriétés chimiques des métaux, tournons-nous vers une source faisant autorité - le tableau du système périodique des éléments, le soi-disant. tableau périodique. Traçons une diagonale (vous pouvez mentalement) entre deux points : commencez par Be (béryllium) et terminez par At (astatine). Cette division est bien entendu conditionnelle, mais elle permet tout de même de combiner des éléments chimiques en fonction de leurs propriétés. Les éléments situés à gauche sous la diagonale seront des métaux. Plus l'emplacement de l'élément est situé à gauche par rapport à la diagonale, plus ses propriétés métalliques seront prononcées :

structure cristalline - dense,
conductivité thermique - élevée,
conductivité électrique, qui diminue avec l'augmentation de la température,
niveau de degré d'ionisation - faible (les électrons sont séparés librement)
capacité à former des composés (alliages),
solubilité (se dissout dans les acides forts et les alcalis caustiques),
oxydation (formation d'oxydes).

Les propriétés ci-dessus des métaux dépendent de la présence d’électrons se déplaçant librement dans le réseau cristallin. Les éléments situés à côté de la diagonale, ou directement à l'endroit où elle passe, ont un double signe d'appartenance, à savoir : ont des propriétés de métaux et de non-métaux.

Les rayons des atomes métalliques sont relativement grandes tailles. Les électrons externes, appelés électrons de valence, sont considérablement éloignés du noyau et, par conséquent, y sont faiblement liés. Par conséquent, les atomes métalliques cèdent facilement des électrons de valence et forment des ions chargés positivement (cations). Cette fonctionnalité est la principale Propriété chimique les métaux Les atomes des éléments ayant les propriétés métalliques les plus prononcées ont de un à trois électrons au niveau d'énergie externe. Éléments chimiques avec des signes caractéristiques des métaux, ils ne forment que des ions chargés positivement, ils ne sont pas du tout capables d'attacher des électrons.

Rangée de déplacement de M. V. Beketov

L'activité d'un métal et la vitesse de réaction de son interaction avec d'autres substances dépendent de la valeur de l'indicateur de la capacité d'un atome à « se séparer des électrons ». Cette capacité s’exprime différemment selon les métaux. Les éléments à haute performance sont des agents réducteurs actifs. Plus la masse d’un atome métallique est grande, plus sa capacité réductrice est élevée. Les agents réducteurs les plus puissants sont les métaux alcalins K, Ca, Na. Si les atomes métalliques ne sont pas capables de donner des électrons, alors un tel élément sera considéré comme un agent oxydant, par exemple : l'auride de césium peut oxyder d'autres métaux. À cet égard, les composés de métaux alcalins sont les plus actifs.

Le scientifique russe M.V. Beketov a été le premier à étudier le phénomène de déplacement de certains métaux des composés qu'ils forment par d'autres métaux. La liste des métaux qu’il a dressés, dans lesquels ils se situent en fonction du degré d’augmentation des potentiels normaux, s’appelle la « série de tensions électrochimiques » (série de déplacements de Beketov).

Li K Rb Cs Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Cr Fe Ni Sn Pb Cu Hg Ag Pt Ag Pt Au

Plus un métal se situe vers la droite dans cette série, plus ses propriétés réductrices sont faibles et plus les propriétés oxydantes de ses ions sont fortes.

Classification des métaux selon Mendeleev

Conformément au tableau périodique, on distingue les types (sous-groupes) de métaux suivants :

alcalin - Li (lithium), Na (sodium), K (potassium), Rb (rubidium), Cs (césium), Fr (francium) ;
alcalino-terreux – Be (béryllium), Mg (magnésium), Ca (calcium), Sr (strontium), Ba (baryum), Ra (radium) ;
lumière - AL (aluminium), In (indium), Cd (cadmium), Zn (zinc) ;
de transition;
semi-métaux

Applications techniques des métaux

Les métaux qui ont trouvé des applications techniques plus ou moins larges sont classiquement divisés en trois groupes : ferreux, non ferreux et nobles.

À métaux ferreux comprennent le fer et ses alliages : acier, fonte et ferroalliages.

Il faut dire que le fer est le métal le plus répandu dans la nature. Son formule chimique Fe (ferrum). Le fer a joué un rôle énorme dans l’évolution humaine. L'homme a pu se procurer de nouveaux outils en apprenant à fondre le fer. Dans l'industrie moderne, les alliages de fer sont largement utilisés, obtenus en ajoutant du carbone ou d'autres métaux au fer.

Métaux non-ferreux – ce sont presque tous les métaux à l’exception du fer, de ses alliages et des métaux nobles. Selon leur propre propriétés physiques Les métaux non ferreux sont classés comme suit :

· lourd métaux : cuivre, nickel, plomb, zinc, étain ;

· poumons métaux : aluminium, titane, magnésium, béryllium, calcium, strontium, sodium, potassium, baryum, lithium, rubidium, césium ;

· petit métaux : bismuth, cadmium, antimoine, mercure, cobalt, arsenic ;

· réfractaire métaux : tungstène, molybdène, vanadium, zirconium, niobium, tantale, manganèse, chrome ;

· rare métaux : gallium, germanium, indium, zirconium ;

Métaux nobles : or, argent, platine, rhodium, palladium, ruthénium, osmium.

Il faut dire que l’homme a connu l’or bien plus tôt que le fer. Les bijoux en or fabriqués à partir de ce métal ont été fabriqués dans l'Égypte ancienne. De nos jours, l’or est également utilisé dans la microélectronique et dans d’autres industries.

L’argent, comme l’or, est utilisé dans l’industrie de la bijouterie, de la microélectronique et de l’industrie pharmaceutique.

Les métaux ont accompagné l’homme tout au long de l’histoire de la civilisation humaine. Il n’existe aucune industrie où les métaux ne soient pas utilisés. Il est impossible d’imaginer la vie moderne sans métaux et leurs composés.