Le tableau périodique des éléments

Le tableau périodique des éléments chimiques

Le tableau périodique des éléments chimiques

lesatomesLe premier chapitre du livre « les Atomes » de Jean Perrin s’ouvre ainsi : « Il y a vingt-cinq siècles peut-être, sur les bords de la mer divine, où le chant des aèdes venait à peine de s’éteindre, quelques philosophes enseignaient déjà que la Matière changeante est faite de grains indestructibles en mouvement incessant, Atomes que le hasard ou le Destin auraient groupés au cours des âges selon les formes ou les corps qui nous sont familiers ». Comme l’ouvrage de Perrin, l’exposé débutera en citant les grands penseurs de l’atomisme, que sont Leucippe, Démocrite, Épicure et Lucrèce, par exemple, avec son ouvrage De La Nature des Choses.

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Nous survolerons ensuite le Moyen-âge,
citant au passage quelques nouveaux éléments découverts durant cette période…


Nous serons en 1661, à la Royal Society, où, cette année là, Robert Boyle rédige un livre majeur dans l’histoire de la chimie, l’ouvrage « The septical chemist », dans lequel il se demande pourquoi il n’y aurait que quelques éléments chimiques, et pas un nombre plus important pour décrire le monde. À son époque bien entendu, le mot « élément chimique » n’a ni le sens, ni la définition que lui donne aujourd’hui l’IUPAC.

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Si la théorie atomiste ne s’est pas imposée devant la vision aristoticienne du monde, c’est la théorie des quatre éléments chimiques qui prévaudra durant des siècles, jusqu’à ce que Lavoisier ne la mette en défaut, en décomposant l’eau, et en découvrant l’oxygène, signant par la même la fin de la théorie du phlogistique.

diapositive1.061En 1789, Lavoisier dresse alors la liste des 33 éléments connus. Nous nous attarderons « le temps de quelques diapositives » sur ce grand savant, dont Lagrange dira qu’ « il ne leur a fallu qu’un moment pour faire tomber cette tête, et cent années, peut-être, ne suffiront pas pour en produire une semblable« . Lavoisier sera en effet guillotiné le 8 mai 1794.

Le dix-neuvième siècle débute avec l’invention de la pile Volta, découverte en 1800 …cette dernière est rapidement utilisée par les chimistes, en quête de nouveaux éléments chimiques, et Davy, en particulier, isolera ainsi, par l’électrolyse, le sodium et le potassium en octobre 1807.

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Davy croisera Dalton, qui est un défenseur de la théorie atomiste, qu’il expose dans son ouvrage « New system of chemical philosophy », à partir de 1808.diapositive1.073

La liste des éléments chimiques s’allonge, il convient donc d’essayer de les classer, et les premières tentatives et propositions de classifications apparaissent…

Ce sont les triades de Döbereiner, par exemple, …..

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Et dès lors, vont se succéder des propositions des découvreurs du système périodique : De Chancourtois, Newlands, Odling, Meyer, Hinrichs, et puis, bien entendu, Mendeleïev.

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Le 17 février 1869, après une journée de visites, Mendeleïev propose la première des classifications qu’il produira. Il ose laisser des places vacantes pour des éléments dont il prédit les propriétés, certain qu’ils ne sont pas découverts mais qu’ils le seront un jour et qu’ils intègreront leur place réservée… c’est ainsi que Mendeleïev remerciera chalereusement Lecoq de Boisbaudran, pour la découverte du gallium, Winkler pour celle du germanium, ou encore Nickens pour celle du Scandium.

Après l’apport de l’électrolyse et de la pile Volta, c’est dès lors la spectroscopie qui va révéler la découverte de nouveaux éléments chimiques, et en particulier les gaz nobles : l’argon tout d’abord puis l’hélium…

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diapositive1.209Les découvertes de l’électron, et de la composition du noyau atomique vont permettre une consolidation définitive du tableau de Mendeleïev. La preuve expérimentale qu’une grandeur incrémente le tableau d’une unité à chaque fois que l’on progresse dans le tableau est apportée par Moseley, trop tôt décédé pendant la première guerre mondiale. Après ces travaux, c’est le numéro atomique qui devient la grandeur qpermettant de classer les éléments. En 1917, 7 éléments ne sont pas encore découverts, ils le seront tous en 1945, date à laquelle le prométhéum, de numéro atomique 61, rejoindra la famille des terres rares.

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diapositive1.265Depuis, les chimistes et physiciens du monde n’ont eu de cesse d’enrichir le tableau de nouveaux éléments, jusqu’à cette fin novembre 2016, où 4 nouveaux éléments font leur apparition dans le tableau. Le nihonium est ainsi le premier élément dont le nom illustre le Japon, le tennesse doit son nom à l’état américain Tennesse, le moscovium rappelle Moscou, et l’oganesson doit son nom au physicien russe Oganessian.

diapositive1.296Avec l’entrée simultanée de ces quatre éléments, le remplissage de la septième période s’achève…nous connaitrons sans doute le début du remplissage de la huitième période, avec l’élément 119, nouvelle quête des chercheurs dans prestigieux laboratoires disposant d’accélérateurs et détecteurs de particules…

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Texte de présentation de la conférence : ici

Contact : dominique.lecorgne [arobase] ac-poitiers.fr