Notes sur les éléments et le tableau périodique (TPE) - Sciences 8

Sciences 8 Nom : \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ Bloc : \_\_\_\_\_\_\_ Date : \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ **7C Notes : Les éléments et le tableau périodique des éléments (TPE)** **Les éléments** - dans la nature, il y a environ 94 éléments - un **élément** est une s...

Sciences 8 Nom : \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ Bloc : \_\_\_\_\_\_\_ Date : \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ **7C Notes : Les éléments et le tableau périodique des éléments (TPE)** **Les éléments** - dans la nature, il y a environ 94 éléments - un **élément** est une substance pure constitué d'un seul type d'atome, par ex. l'or pur ou le diamant qui est le carbone pur (cf. les **composés**, qui sont formés de deux éléments ou plus combinés d'une façon précise, par ex. CO~2~) - on peut décrire les 94 éléments comme les «ingrédients» qui constituent chaque objet, chaque substance, tout ce qu'on peut voir ou toucher, toute la matière dans l'univers - les chimistes ont donné à chaque élément un symbole, son **symbole chimique** et ce qui distingue un élément d'un autre est le nombre de protons dans le noyau, par exemple : **Élément** hydrogène hélium carbone oxygène sodium potassium or ------------- ----------- -------- --------- --------- -------- ----------- ---- **Symbole** H He C O Na K Au **Protons** 1 2 6 8 11 19 79 - cela veut dire aussi que [tous] les atomes d'un élément donné contiennent le même nombre de protons (par ex., le noyau de chaque atome de carbone contient 6 protons) - la plupart des éléments existe en état solide à la température de la pièce, quelques-uns en état gazeux, et très peu en état liquide, notamment le mercure (Hg) et le brome (Br) - **Composition du corps humain (% masse) :** **Élément** **Symbole** **% Masse** ------------- ------------- ------------- Oxygène O 65.0 Carbone C 18.5 Hydrogène H 9.5 Azote N 3.2 Calcium Ca 1.5 Phosphore P 1.0 Potassium K 0.4 Soufre S 0.3 Sodium Na 0.2 Chlore Cl 0.2 Magnésium Mg 0.2 Autres \< 1 **Une visite guidée de certains éléments courants** - les **propriétés [chimiques]** décrivent la capacité d'une substance à réagir chimiquement avec d'autres substances pour former des nouveaux produits (→ la réactivité) **L'hydrogène(H)** - - un gaz incolore, inodore, sans saveur, très inflammable et réactif - c'est l'élément le plus léger et le plus abondant dans l'univers - sur Terre, la majorité de l'hydrogène est combinée avec de l'oxygène pour former l'eau (H~2~O) Image result for sun **Le fer (Fe)** - - un métal très robuste (l'acier est le fer avec l'addition du carbone), malléable et ductile - sa faiblesse : le fer rouille dans la présence de l'eau et de l'oxygène  **L'oxygène (O)** - - non-métal très réactif (réagit avec la plupart des autres éléments) - notre atmosphère contient environ 21% d'oxygène grâce aux plantes et bactéries qui produisent l'oxygène (un déchet de la photosynthèse) depuis trois milliards d'années - les mitochondries dans nos cellules combinent l'oxygène avec du sucre (glucose) pour libérer de l'énergie - les roches de l'écorce terrestre externe sont composées d'oxygène combiné avec d'autres éléments tels le silicium, le fer, et l'aluminium Image result for leaf photosynthesis  **Le sodium (Na)** - - un métal très mou qui fond à 98 °C - le sodium réagit violemment avec de l'eau libérant une importante quantité d'hydrogène et de chaleur Related image **Le chlore (Cl)** - - un gaz jaune-vert pâle qu'on ajoute à l'eau des piscines afin d'éliminer les bactéries - le chlore est toxique à de fortes concentrations - pourtant, le chlore combiné avec le sodium produit le sel de table (NaCl)  **Le tableau périodique des éléments (TPE)** *Le **tableau périodique** des éléments (TPE) organise les éléments selon leurs propriétés. Ils sont inscrits en rangée par ordre croissant de numéro de protons dans le noyau de telle façon que les éléments aux propriétés semblables s'alignent en colonne (formant une famille chimique). Les rangées sont appelées des **périodes** et les colonnes, des **groupes** (ou des **familles**).* - dans le TPE moderne il y a 118 éléments, dont 94 existent naturellement (les 24 derniers sont dits *synthétiques* car ils ne sont que produits dans les réacteurs nucléaires) - les éléments sont rangés par ordre croissant de nombre de protons dans le noyau (appelé le **numéro atomique**) - chaque case du TPE indique les informations suivantes : i. ii. le symbole de l'élément iii. le nom iv. le numéro atomique v. la masse atomique\* vi. la charge ionique\*\* - **\*** *la masse atomique est la masse moyenne des **isotopes** (atomes de l'élément avec un différent nombre de neutrons) d'un élément; elle est mesurée en **unités de masse atomique** (uma)* **\*\*** *la **charge ionique** est la charge électrique formée sur un atome lorsqu'il perd ou gagne un ou plusieurs électrons; tout atome chargé est appelé un **ion*** - alors, quand les éléments sont rangés selon leurs propriétés, ils forment trois regroupements : les métaux, les non-métaux, et les métalloïdes : C:\\Users\\Marc\\Documents\\FIS 09\\Sciences 9 CB- Images\\bc9\_u1c2\_p58\_a.jpg - les éléments de chaque groupe possèdent certaines propriétés : +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | | **État (à 25 | **Apparence** | **Conductibilit | | | °C)** | | é** | +=================+=================+=================+=================+ | **Métaux** | **∙** solides, | **∙** lustre | **∙** bons | | | sauf le mercure | brillant | conducteurs de | | | (liquide) | | chaleur et de | | | | | l'électricité | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | **Non-métaux** | **∙** gazeux | **∙** pas très | **∙** mauvais | | | pour certains | brillants | conducteurs de | | | | | chaleur et de | | | **∙** solides | | l'électricité | | | pour certains | | | | | | | | | | **∙** seul | | | | | liquide : le | | | | | brome | | | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | **Métalloïdes** | **∙** solides | **∙** brillants | **∙** possibles | | | | ou mats | conducteurs | | | | | d'électricité | | | | | | | | | | **∙** mauvais | | | | | conducteurs de | | | | | chaleur | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ - chaque rangée horizontale du TPE est appelée une **période**; la première période ne contient que l'H et l'He, et le premier élément dans la deuxième période est le Li - il y a sept rangées dans le TPE, donnant sept périodes, numérotées de 1 à 7 - - les **familles chimiques** (ou **groupes**) sont reparties en colonnes numérotées de 1 à 18 - les éléments de la même famille chimique possèdent des propriétés semblables - ci-droit sont les quatre familles chimiques importantes :  I. **Les métaux alcalins** (groupe 1) : Li, Na, K, Rb, Cs, Fr - tous les métaux alcalins sont [très] réactifs, surtout avec de l'eau et de l'oxygène - ils sont mous et possèdent des points de fusion bas (\< 200 °C) II. **Les métaux alcalino-terreux** (groupe 2) : Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra - les métaux alcalino-terreux sont réactifs, mais moins que les métaux alcalins III. **Les halogènes** (groupe 17) : F, Cl, Br, I, At - les halogènes sont des non-métaux très réactifs - cette famille est unique en ayant éléments sous forme de solide, liquide *et* gaz : IV. **Les gaz nobles** (groupe 18) : He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn - les gaz nobles sont les éléments les plus stables et les moins réactifs - - l'hélium est utilisé dans les ballons de fête et le néon produit de la lumière rouge lorsqu'il est électrifié : **Le modèle atomique de Bohr** - les éléments ayant les propriétés semblables sont alignés en colonnes car l'arrangement des électrons est similaire pour tous ces éléments - une des façons de montrer l'arrangement des électrons est de dessiner un **schéma Bohr** - un schéma Bohr indique la quantité d'électrons dans chacun des niveaux (appelés **couches** **électroniques**) entourant le noyau :  - les capacités des quatre premières couches sont de 2, 8, 8, et 18 électrons - les électrons de la couche externe exercent une plus grande influence sur les propriétés chimiques d'un atome : ils sont appelés **électrons de valence** - la couche où ils se trouvent est appelée la **couche de** **valence** - Quel élément est représenté dans le schéma Bohr ci-droit? **\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_** - Combien de couches électroniques s'y trouvent? **\_\_\_\_\_\_\_** - Cet élément se trouve dans quelle période? **\_\_\_\_\_\_\_** - Combien d'électrons de valence s'y trouvent? **\_\_\_\_\_\_\_** C:\\Users\\Marc\\Documents\\FIS 09\\Sciences 9 CB- Images\\bc9\_u1c2\_p65\_fig2\_23.jpg - les schémas du modèle de Bohr des 18 premiers éléments : - note que les éléments d'une même famille/groupe possèdent le même nombre d'électrons de valence (exc. l'He) **Question :** Indique le nombre d'électrons de valence des atomes des familles suivantes : a. les métaux alcalins \_\_\_\_\_ b. les métaux alcalino-terreux \_\_\_\_\_ c. les halogènes \_\_\_\_\_ d. les gaz nobles \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_