électron sur leur couche de valence (lithium, sodium, potassium…), ceux du ... La
chimie organique concerne l'étude des composés du carbone. L'atome de ...
1 Tableau périodique Mots clés Période, groupe, couche de valence, électronégativité, carbone
1. GÉNÉRALITÉS Le tableau périodique des éléments ou tableau de Mendeleïev permet un classement de tous les éléments chimiques selon leur numéro atomique Z. Les lignes du tableau sont appelées périodes ; les colonnes, groupes. L’intérêt de cette classification est que les éléments se trouvant dans un même groupe ont des propriétés chimiques proches. Ceci est dû au fait que ces éléments ont le même nombre d’électrons sur leur couche de valence c’est-à-dire sur la couche externe. Les éléments du groupe I A qui sont les métaux alcalins possèdent un électron sur leur couche de valence (lithium, sodium, potassium…), ceux du groupe II A qui sont les métaux alcalinoterreux ont deux électrons (béryllium, magnésium, calcium…), ceux du groupe III A trois (bore, aluminium…) et ainsi de suite jusqu’au groupe VIII A où la couche de valence est complète avec huit électrons (néon, argon…). Les éléments de ce dernier groupe, qui sont les gaz rares, sont chimiquement inertes du fait de la saturation de leur couche de valence. IA
H
VIII A II A
III A IV A V A VI A VII A
He
Li Be
B
C
N
O
F Ne
Na Mg
Al
Si
P
S
Cl Ar
K
Br Éléments de transition
I
2. PROPRIÉTÉS La lecture du tableau périodique permet de prévoir les caractéristiques des éléments. Le rayon atomique des éléments augmente en se déplaçant de droite à gauche et de haut en bas sur le tableau. En général, les éléments se trouvant dans la partie gauche du tableau sont des métaux, ceux se trouvant à droite sont des non-métaux. Au centre du tableau se trouvent les éléments de transition qui correspondent au remplissage des orbitales d. 2
Fiche 1 • Tableau périodique
L’électronégativité, qui est la capacité d’un élément à attirer vers lui le doublet électronique dans une liaison chimique, augmente en se déplaçant de bas en haut et de gauche à droite sur le tableau. Le fluor est l’élément le plus électronégatif. 3. CHIMIE ORGANIQUE La chimie organique concerne l’étude des composés du carbone. L’atome de carbone (Z = 6) se trouve dans le groupe IV A et possède quatre électrons sur sa couche de valence. La configuration électronique de l’atome de carbone est : 1s22s22p2. Du fait de ces quatre électrons, le carbone peut former quatre liaisons covalentes soit avec d’autres atomes de carbone, conduisant à des molécules comportant une chaîne carbonée linéaire, ramifiée ou cyclique plus ou moins longue, soit avec d’autres atomes. Les atomes les plus couramment rencontrés dans les molécules organiques naturelles ou non naturelles sont, outre l’atome d’hydrogène (Z = 1), l’azote ou le phosphore (groupe V A), l’oxygène ou le soufre (groupe VI A) et les halogènes (éléments du groupe VII A). C
ou
ou
C
ou
C
C
La configuration électronique de l’atome d’azote est : 1s22s22p3 (5 électrons de valence). Dans les molécules organiques, l’atome d’azote peut former trois liaisons covalentes avec d’autres atomes et il a en plus un doublet libre d’électrons. N
La configuration électronique de l’atome de phosphore est : 1s22s22p63s23p3 (5 électrons de valence). L’atome de phosphore peut soit former trois liaisons et avoir un doublet libre d’électrons, soit former cinq liaisons covalentes. ou
P
ou
P
P
La configuration électronique de l’atome d’oxygène est : 1s22s22p4 (6 électrons de valence). Dans les molécules organiques, l’atome d’oxygène peut former deux liaisons covalentes avec d’autres atomes et il a en plus deux doublets libres d’électrons. O
O
La configuration électronique de l’atome de soufre est : 1s22s22p63s23p4 (6 électrons de valence). L’atome de soufre peut soit former deux liaisons et avoir deux doublets libres d’électrons, soit former quatre liaisons et avoir un doublet libre d’électrons, soit encore former six liaisons covalentes. ou
S
S
ou
S
La configuration électronique de la couche de valence des halogènes est : ns2np5 (avec n = 2 pour le fluor, n = 3 pour le chlore, n = 4 pour le brome, n = 5 pour l’iode). Il y a donc 7 électrons de valence. Dans les molécules organiques, les halogènes forment une liaison covalente et ont trois doublets libres d’électrons. X
avec X = F, Cl, Br ou I
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