classification périodique des éléments. système de classement des éléments chimiques. La grande valeur du principe de Pauli tient au fait qu'il fournit une explication à la classification périodique des éléments chimiques. On savait depuis longtemps que certaines catégories d'éléments possédaient des propriétés analogues et que si l'on rangeait l'ensemble des éléments chimiques dans l'ordre croissant des masses atomiques, une identité des propriétés se manifestait périodiquement dans la liste de ces éléments. En étudiant méticuleusement les analogies et les différences entre les divers éléments, le chimiste russe Mendeleïev réussit, en 1869, à établir sur ces bases un tableau auquel il donna le nom de classification périodique des éléments chimiques. Dans ce tableau, les éléments sont rangés par ordre croissant de masse atomique en séries horizontales, de telle sorte que les éléments ayant des propriétés identiques se trouvent rassemblés selon des colonnes verticales. Les lignes horizontales s'appellent des périodes, les colonnes verticales des groupes. Grâce aux résultats des recherches effectuées à partir des travaux de Mendeleïev et de Pauli, il devint évident qu'on pouvait mieux caractériser les éléments chimiques en utilisant leurs numéros atomiques plutôt que leurs masses atomiques. Le numéro atomique correspond non seulement au nombre de charges positives du noyau, mais encore au nombre d'électrons qui gravitent autour de ce noyau. Si l'on peut alors édifier la classification périodique en appliquant le principe de Pauli aux électrons de l'enveloppe électronique de l'atome, la conséquence immédiate est la suivante : les propriétés physiques et chimiques des éléments, sur lesquelles Mendeleïev avait fondé son système, dépendent essentiellement de l'enveloppe électronique, et en particulier des électrons de la couche périphérique. Cette conclusion fut confirmée par toutes les observations expérimentales. Pour suivre, d'un élément à l'autre, l'édification de l'enveloppe électronique, on peut remarquer que lorsque la charge nucléaire croît d'une unité, un électron s'ajoute à l'enveloppe électronique de façon telle que l'énergie soit aussi basse que possible tout en restant dans le cadre des conditions imposées par le principe de Pauli et les relations existant entre nombres quantiques. Chaque fois qu'une couche électronique est complète, elle correspond à une période dans la classification périodique. La couche K ne contient que deux électrons ; aussi n'y a-t-il que deux éléments dans la première période : l'hydrogène et l'hélium. Dans l'élément n o 3, le lithium, il doit donc y avoir un électron sur la couche L, c'est-à-dire un électron 2 s. La couche L n'est toutefois pas complète, même lorsqu'un second électron 2 s vient s'y adjoindre (béryllium). Pour n = 2, l p eut en fait prendre aussi la valeur 1. On a ainsi les valeurs +1, 0 et -1 pour le nombre quantique magnétique. Puisqu'il existe pour chaque valeur de m l deux possibilités d'orientation du spin, il existe en tout 6 électrons 2p différents susceptibles d'occuper la couche L avant qu'elle soit saturée. La seconde période comprend donc 8 éléments chimiques. L'édification se poursuit ensuite de la même manière dans la période 3. C'est d'abord la couche M qui commence à se remplir avec 2 électrons 3s (sous-couche l = 0), puis avec 6 électrons 3p (sous-couche l = 1). Il se produit ensuite une variation de ce cours régulier. En effet, la couche M peut encore comporter 10 électrons, à savoir des électrons 3 d ; m ais on a pu prouver que, du point de vue énergétique, il était plus avantageux d'édifier l'enveloppe électronique en introduisant d'abord deux électrons s dans la couche N et ce n'est qu'ultérieurement, pour les éléments allant du no 21 (scandium) au no 28 (nickel), que l'on introduit les électrons 3 d. D'autres sous-couches incomplètes ou partiellement remplies se trouvent à l'origine de séquences similaires : celle qui va du n o 39 (yttrium) au n o 46 (palladium) ; celle qui correspond aux éléments appartenant à la catégorie des terres rares, c'est-à-dire les éléments allant du n o 5 7 (lanthane) au n o 71 (lutétium), et qui se prolonge jusqu'au no 78 (platine) compris ; enfin, celle du groupe des actinides, depuis l'élément no 8 9 (actinium) jusqu'à l'élément no 103 (lawrencium). Voir aussi élément. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats atome - Les électrons - La classification périodique chimie - Histoire de la chimie chimie - Le symbolisme chimique couche électronique élément - 1.CHIMIE europium Mendeleïev Dmitri Ivanovitch Pauli Wolfgang prométhéum protactinium scandium sciences (histoire des) - La matière - L'atome des chimistes, objet de mesures titane xénon ytterbium yttrium Les médias classification périodique des éléments
