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Quiconque voit un tableau périodique moderne remarquera qu’il est presque toujours très coloré. De plus, lorsque vous comparez plusieurs tableaux entre eux, vous remarquerez également que même si les couleurs peuvent être différentes, elles suivent toujours le même schéma. En effet, le tableau périodique est codé par couleur, les atomes qui partagent des propriétés physiques ou chimiques partageant également la même couleur. Cette couleur est différente de la couleur des autres atomes qui présentent un comportement différent.
Dans les sections suivantes, nous expliquerons pourquoi les éléments du tableau périodique sont codés par couleur et quelle est l’importance de ce codage. Cependant, pour donner plus de contexte à cette discussion, commençons par un bref commentaire sur l’importance du tableau périodique en chimie et en science en général.
Importance du tableau périodique
Le tableau périodique est l’un des outils les plus importants dont disposent les chimistes. Il représente l’aboutissement et le résumé de siècles de recherches scientifiques sur la composition et les propriétés de la matière en général, et des éléments chimiques en particulier.
Depuis que le chimiste russe Dmitri Mendeleïev a proposé son modèle de tableau périodique en 1869, celui-ci s’est complété par la découverte ou la synthèse de nouveaux éléments jusqu’à ce que, aujourd’hui, nous ayons un tableau avec 118 éléments différents classés par leur numéro atomique en groupes et périodes .
La façon dont les éléments sont disposés sur le tableau périodique nous permet de prédire de manière fiable la plupart des propriétés physiques et chimiques des éléments par rapport aux autres membres de leur groupe. De nombreuses propriétés telles que la charge nucléaire effective, les valences communes, le rayon atomique et ionique, l’énergie d’ionisation et l’affinité électronique varient de manière prévisible au cours d’un groupe ou d’une période. Ces informations sont extrêmement utiles pour prédire le type de composés chimiques qui se formeront lorsqu’un élément se combinera avec un autre, et même pour prédire le type de liaison chimique qui se formera entre eux.
Pourquoi le tableau périodique est-il codé par couleur ?
La quantité d’informations que nous possédons aujourd’hui concernant chaque élément est très importante et il est peu pratique voire impossible de compresser toutes ces informations dans une petite boîte d’à peine plus de 1 cm 2 de surface . Cela rend nécessaire de trouver des moyens créatifs d’encoder les informations, pour permettre l’incorporation de plus d’informations dans le même espace. L’utilisation de codes de couleur est l’un des moyens les plus simples et les plus visuellement efficaces d’y parvenir.
Comment les éléments sont-ils codés par couleur dans le tableau périodique ?
Il existe différentes façons de coder par couleur le tableau périodique. Certains sont basés sur les propriétés physiques et le caractère métallique des éléments, d’autres sont basés sur la famille ou le groupe d’éléments auxquels il appartient, tandis que d’autres sont liés aux valeurs de certaines propriétés périodiques telles que l’électronégativité. Voici quelques-unes des façons les plus courantes de coder par couleur le tableau périodique.
Codage des caractères métalliques
La manière la plus courante de coder le tableau périodique est basée sur le caractère métallique des différents éléments. Selon ce critère, les éléments sont largement classés en métaux, non-métaux, métalloïdes et gaz nobles, mais des subdivisions peuvent également être faites au sein de ces grands groupes. Le tableau suivant montre cette subdivision mise en évidence grâce à l’utilisation de différentes couleurs :
Dans ce code couleur, qui soit dit en passant, est le plus courant, on peut remarquer 11 couleurs différentes. Dans ce codage particulier, les couleurs les plus chaudes sont attribuées aux éléments à caractère métallique plus élevé, tandis que les couleurs les plus froides sont attribuées à ceux à caractère moins métallique, bien que cela ne soit pas strictement nécessaire.
Comme on le voit dans la légende, le groupe d’éléments orange correspond aux métaux alcalins, celui à sa droite correspond aux alcalino-terreux et les éléments du bloc central sont appelés métaux de transition ou éléments du bloc d (comme indiqué par le bleu bloc dans le petit médaillon en forme de tableau périodique en bas à gauche dans la figure ci-dessus).
Les deux rangées distinctes d’éléments du tableau périodique qui ont différentes nuances de vert clair correspondent aux métaux de transition internes (également appelés terres rares ou éléments du bloc f, comme indiqué par le bloc jaune dans l’encart).
D’autre part, les éléments jaunes plus profonds à droite des métaux de transition sont les métaux du bloc p. Les éléments vert foncé sont des éléments qui possèdent les propriétés des métaux et des non-métaux, c’est pourquoi ils sont appelés métalloïdes ou semi-métaux. Les violets correspondent aux non-métaux et les roses correspondent aux halogènes (qui sont également des non-métaux, bien qu’ils soient identifiés séparément dans ce tableau).
Enfin, le groupe des éléments bleus correspond aux gaz nobles et les éléments gris sont des éléments synthétiques dont les propriétés sont inconnues, ils ne peuvent donc être classés dans aucun des autres groupes.
encodage de bloc
Certains tableaux périodiques sont codés de manière à ce que la couleur représente le bloc auquel appartient chaque élément, comme le montre la figure suivante :
Dans ce cas, le code cherche à faciliter la reconnaissance du type d’orbitale ou de sous-couche dans laquelle se trouvent les électrons de valence les plus externes . En d’autres termes, il indique le dernier sous-niveau (et donc le nombre quantique secondaire ) dans lequel se trouvent les derniers électrons qui remplissent la configuration électronique d’un élément. Il n’y a que quatre sous-niveaux dans lesquels les atomes dans leur état fondamental localisent les électrons, qui sont les sous-niveaux s, p, d et f, qui donnent naissance aux quatre blocs homonymes respectifs.
Ainsi, les deux premiers groupes du tableau périodique (métaux alcalins et alcalino-terreux) ainsi que l’hydrogène et l’hélium, constituent le bloc s du tableau périodique (éléments orange intense). Ensuite, les éléments de couleur jaune, qui forment les groupes 13 à 18 (hors hélium), correspondent au bloc p (bloc de couleur jaune).
Les éléments du bloc central correspondent aux éléments du bloc d (qui remplissent les orbitales do qui forment facilement des ions avec des orbitales d partiellement remplies) et enfin, les lanthanides et les actinides (de couleur verte) forment le bloc f des métaux de transition internes. , comme mentionné plus tôt.
Codage par groupe ou famille d’éléments
Une autre façon relativement courante de coder les éléments consiste à donner de l’importance uniquement au groupe auquel ils appartiennent. Ces groupes sont souvent appelés familles d’éléments et se caractérisent par des configurations de coque de valence identiques ou similaires. Le tableau périodique suivant montre ce codage, et la légende indique le nom de chaque famille, dont certaines ont des noms particuliers, tandis que dans le cas des métaux de transition, la famille est nommée d’après le premier élément du groupe respectif.
Codage d’électronégativité
En plus des groupes de couleurs mentionnés ci-dessus, certains tableaux périodiques particuliers utilisent un code de couleur ajusté à une certaine échelle qui représente une propriété périodique physique ou chimique. C’est le cas du tableau périodique des électronégativités présenté ci-dessous.
Dans de tels cas, une couleur spécifique est généralement attribuée à chaque valeur de la propriété en question (dans ce cas, l’électronégativité) ou à chaque plage de valeurs. Les couleurs peuvent être arbitraires (comme dans le cas de cette image) ou elles peuvent être attribuées à l’aide d’une fonction mathématique de la propriété que vous cherchez à coder.
Par exemple, vous pouvez attribuer une seule couleur et faire varier sa teinte en fonction de la valeur d’électronégativité, de sorte qu’en regardant simplement les couleurs, il est clair quels éléments ont une électronégativité plus élevée et lesquels ont une électronégativité plus faible.
Les références
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