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| Au commencement Dans l’antiquité grecque, on pensait que toute la matière était faite à partir de quatre éléments : le feu, la terre, l’eau et l’air. En 1779, Lavoisier dans son traité élémentaire de Chimie donne pour définition : l’élément est une substance qu’on ne peut décomposer. Il arrive ainsi à dénombrer une trentaine d’éléments, mais ils sont encore peu nombreux pour que l’on cherche à les classer. |
Lavoisier
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pile réalisée par volta
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Au début du XIXème siècle, le nombre de corps simples se multiplie rapidement grâce à la pile de Volta, qui permet par électrolyse de doubler le nombre d’éléments connus en quelques années. On dénombre dès 1830 une cinquantaine d’éléments et une soixantaine dans les années 1860 quand commence l’analyse spectrale. Ils commencent à devenir si nombreux que l’on cherche des critères pour les classer. |
la triade des éléments
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Le rapport entre la masse atomique des éléments et leurs
propriétés fut constaté par un chimiste russe: J.
W. Döbereiner dès 1817. Il suggéra l'existence
de «triades»
d'éléments semblables tels que le chlore, le brome et l'iode.
Il montra en outre que la masse atomique du second élément
est intermédiaire entre celle des deux autres.
Vers 1850, les chimistes étaient parvenus à identifier quelques 20 triades, première manifestation d'une certaine harmonie dans la répartition des éléments. |
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Loi des octaves
L'année 1860 voit s'ouvrir à Karlsruhe (en Allemagne)
le premier congrès International de Chimie.
On ne connaît, à l'époque, que 63 éléments.
Leurs propriétés physiques et chimiques sont dans l'ensemble
assez bien décrites, mais leurs masses atomiques molaires sont souvent
floues, voire méconnues. Bref, la Chimie est à la fois
en pleine expansion et en plein désordre.
 John Newlands |
Jusqu'ici, aucune idée de périodicité n'est pas apparue.
C'est en 1862 seulement que le géologue français Alexandre
Chancourtois (1820-1886) mit
en évidence une certaine répétition dans les propriétés
des éléments.
En 1864, Chancourtois et le chimiste britannique John Newlands (1837-1898)
furent ridiculisés lorsqu'ils proposèrent la «loi des
octaves» : «...Le huitième élément, qui suit un élément donné, ressemble au premier comme la huitième note de l'octave ressemble à la première...». Cette loi ne pouvait toutefois s'appliquer aux éléments situés au-delà du calcium. Cette périodicité de huit parut beaucoup trop arbitraire. On qualifia cette suggestion de compliquée, d'artificielle et de fantaisiste. |
 Alexandre Béguyer de Chancourtois |
l'idée de mendeleiev
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En 1867, Mendeleïev est professeur de Chimie minérale à
l'université de Saint Pétersbourg , et depuis plusieurs années,
il prépare des fiches pour chaque élément où
il indique sa masse atomique molaire et les formules des principales combinaisons
chimiques auxquelles il participe. L'idée est cependant dans l'air, Mendeleiev cherche à classer les éléments suivant deux critères: |
le génie de mendeleiev
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Pour respecter la loi périodique à laquelle Mendeleïev
croyait fermement, il dut parfois modifier l'ordre déterminé
par la progression des masses atomiques et laisser certaines cases vides.
Entre 1875 et 1886, ces trois éléments (gallium, scandium, germanium) furent découverts. Chacun possédait bien les propriétés prédites par le chimiste russe. Jusque là, très peu de scientifiques acceptaient les idées de Mendeleïev. Mais lorsque ces éléments prédits par ce dernier furent découverts, présentant de surcroît des propriétés très proches de celles qu'il avait prévues. C'est alors le succès et la célébrité pour Dimitri Mendeleïev. Son idée de départ qu'il existe
un moyen de classer tous les éléments chimiques et d'obtenir
une périodicité des propriétés n'est plus discutée.
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En 1895, le chimiste écossais William Ramsay(1852-1916) découvre l'argon et l'hélium. Aucune place n'était prévue pour ces éléments de grande stabilité chimique dans le tableau de Mendeleïev. En se basant sur la similitude de leurs propriétés, on ajoute une colonne au tableau afin de les insérer entre les halogènes et les alcalins, place qui convient alors à leur masse atomique. Peu de temps plus tard, Ramsay découvre le néon, le krypton et le xénon. |
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En 1914, le physicien anglais Henry Moseley (1887-1915) réussit, à la suite d'études faites au moyen des rayons X, à déterminer le nombre de protons de chacun des éléments. On en conclut que la structure atomique serait une base de classification plus appropriée que la masse atomique. Les éléments sont maintenant disposés en ordre croissant des numéros atomiques (nombre de protons) et on observe la même périodicité concernant les propriétés. Les modifications que Mendeleïev avait dû effectuer en intervertissant l'ordre de certains éléments se trouvent ainsi justifiées.
Le tableau périodique moderne
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dernieres modifications majeures au tableau périodique sont dus aux
travaux de Glenn T. Seaborg (1912 - 1999). il propose une disposition moderne du tableau de classification périodique
caractérisée par des rangées
horizontales (périodes) et des colonnes
verticales (familles chimiques). A partir de sa découverte du plutonium en 1940, il découvrit tous les transuraniens jusqu'à l'élément 102. Il reconfigura le tableau en plaçant la série des actinides au-dessous de celle des lanthanides. Pour son oeuvre, Seaborg reçut le prix Nobel en 1951 et l'élément 106 fut nommé en son honneur. |
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Même si de nombreux éléments furent découverts après la classification des éléments par Mendeleïev et malgré quelques erreurs de classification, sa théorie de la périodicité des propriétés des éléments constitue la base de notre tableau de classification périodique moderne. De 33 éléments identifiés par Lavoisier vers 1790, nous comptons maintenant 114 éléments connus et la liste ne cesse de s’allonger .