Apprenez le tableau périodique, une leçon à la fois

De courtes leçons claires sur le fonctionnement du tableau périodique, écrites pour le lycée et le début des études universitaires en chimie. Commencez par découvrir ce qu’est le tableau et comment les groupes et les périodes y sont organisés, puis passez aux électrons de valence, aux configurations électroniques, aux tendances périodiques et aux ions polyatomiques. Chaque leçon renvoie à une vue interactive du tableau pour que vous puissiez voir l’idée en action.

La chimie depuis zéro

Un cours gratuit en 20 courtes leçons, des atomes aux équations chimiques. Chaque leçon se termine par trois questions rapides.

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Atomes et éléments

De quoi tout est fait : les éléments, les atomes et les particules qu’ils contiennent. · 4 leçons

1. 1 Qu’est-ce qu’un élément ? Un élément est une substance pure constituée d’un seul type d’atome. Il ne peut pas être décomposé en quelque chose de plus simple par une réaction chimique. L’or, l’oxygène et le carbone sont des éléments, et chacun des 118 éléments connus a sa propre case dans le tableau périodique. 4 min de lecture
2. 2 L’intérieur de l’atome Un atome est constitué de trois types de particules encore plus petites : les protons, les neutrons et les électrons. Les protons et les neutrons sont regroupés dans un petit centre lourd appelé noyau, et les électrons se déplacent autour. Les protons sont positifs, les électrons sont négatifs et les neutrons n’ont pas de charge. 3 min de lecture
3. 3 Numéro atomique et masse Le numéro atomique est le nombre de protons d’un atome, et il vous indique de quel élément il s’agit. Le nombre de masse est le nombre de protons plus de neutrons. Avec ces deux nombres, vous pouvez compter toutes les particules : les protons et les électrons sont tous deux égaux au numéro atomique, et les neutrons sont égaux au nombre de masse moins le numéro atomique. 3 min de lecture
4. 4 Que sont les isotopes ? Les isotopes sont des atomes d’un même élément qui ont des nombres de neutrons différents. Ils ont le même nombre de protons : ils sont donc du même élément et réagissent presque exactement de la même façon, mais leurs masses sont différentes. Le carbone 12 et le carbone 14 sont deux isotopes du carbone. 4 min de lecture

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Lire le tableau périodique

Comment le tableau est organisé : périodes, groupes, familles, métaux et non-métaux. · 5 leçons

1. 5 Qu’est-ce que le tableau périodique ? Le tableau périodique est un tableau qui range les 118 éléments chimiques connus par numéro atomique croissant, c’est-à-dire le nombre de protons du noyau de chaque atome. Les éléments sont placés en lignes appelées périodes et en colonnes appelées groupes, de sorte que les éléments aux propriétés chimiques semblables se trouvent dans la même colonne. Cette organisation permet de prévoir beaucoup de choses sur un élément d’après sa position. 5 min de lecture
2. 6 Groupes et périodes Les groupes sont les 18 colonnes verticales du tableau périodique, et les périodes en sont les 7 lignes horizontales. Les éléments d’un même groupe ont généralement le même nombre d’électrons de valence et partagent donc des propriétés chimiques semblables. Les éléments d’une même période ont le même nombre de couches électroniques, et leurs propriétés changent progressivement de gauche à droite. 5 min de lecture
3. 7 Métaux, non-métaux et métalloïdes Les métaux sont des éléments brillants et malléables qui conduisent bien la chaleur et l’électricité et ont tendance à perdre des électrons ; les non-métaux sont généralement ternes, cassants ou gazeux, conduisent mal et ont tendance à gagner ou à partager des électrons. Les métalloïdes ont des propriétés intermédiaires. Dans le tableau périodique, les métaux occupent le côté gauche et le centre, les non-métaux se trouvent en haut à droite, et les métalloïdes longent la ligne en escalier qui les sépare. 5 min de lecture
4. 8 Familles d’éléments Les familles d’éléments sont des ensembles d’éléments aux propriétés semblables, et la plupart des tableaux périodiques donnent à chaque famille sa propre couleur. Ce site utilise dix familles : les métaux alcalins, les métaux alcalino-terreux, les métaux de transition, les métaux pauvres, les métalloïdes, les non-métaux réactifs, les halogènes, les gaz nobles, les lanthanides et les actinides. Vous pouvez reconnaître chacune à sa couleur et à sa place dans le tableau. 4 min de lecture
5. 9 Lanthanides et actinides Les lanthanides (éléments 57–71) et les actinides (éléments 89–103) sont imprimés sur deux lignes sous le tableau périodique principal uniquement pour que celui-ci garde une largeur pratique. Ils appartiennent en réalité aux périodes 6 et 7, juste après le baryum (56) et le radium (88). Les remettre à leur place étirerait le tableau à 32 colonnes, trop large pour tenir confortablement sur une page ou un écran. 4 min de lecture

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Les électrons

Couches, électrons de valence et configurations, et les tendances qu’ils expliquent. · 4 leçons

1. 10 Les couches électroniques Les couches électroniques sont les niveaux d’énergie où se trouvent les électrons d’un atome, disposés en couches autour du noyau. La première couche contient jusqu’à 2 électrons et la deuxième jusqu’à 8 ; pour les 20 premiers éléments, la troisième couche s’arrête aussi à 8, ce qui donne le schéma 2-8-8. Le modèle de Bohr dessine les couches comme des cercles autour du noyau, une image pratique mais simplifiée. 4 min de lecture
2. 11 Que sont les électrons de valence ? Les électrons de valence sont les électrons de la couche la plus externe d’un atome, ceux qui participent aux liaisons chimiques. Pour les éléments des groupes principaux, le nombre d’électrons de valence correspond au dernier chiffre du numéro du groupe : l’oxygène, du groupe 16, en a 6, et le chlore, du groupe 17, en a 7. Les électrons de valence déterminent quels ions un élément forme et combien de liaisons il établit. 5 min de lecture
3. 12 Écrire des configurations électroniques Une configuration électronique montre comment les électrons d’un atome sont répartis dans les sous-couches, écrite avec un exposant pour le nombre d’électrons de chacune, comme 1s² 2s² 2p⁴ pour l’oxygène. Pour en écrire une, prenez le nombre d’électrons à partir du numéro atomique et remplissez les sous-couches dans l’ordre de Aufbau (1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, etc.). La notation abrégée avec un gaz noble raccourcit les configurations longues, et quelques éléments, comme le chrome et le cuivre, font exception à la règle. 4 min de lecture
4. 13 Tendances périodiques Les tendances périodiques sont des régularités dans les propriétés des éléments à travers le tableau périodique. De gauche à droite le long d’une période, le rayon atomique diminue généralement tandis que l’électronégativité et l’énergie d’ionisation augmentent ; en descendant dans un groupe, le rayon atomique augmente tandis que l’électronégativité et l’énergie d’ionisation diminuent. Le caractère métallique évolue en sens inverse et est le plus marqué en bas à gauche du tableau. 5 min de lecture

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La chimie des éléments

Ions, liaisons, formules, moles et équations : assembler les éléments. · 7 leçons

1. 14 Ions et charges Un ion est un atome, ou un groupe d’atomes, qui porte une charge électrique parce qu’il a gagné ou perdu des électrons. Les atomes qui perdent des électrons deviennent des ions positifs appelés cations, et les atomes qui gagnent des électrons deviennent des ions négatifs appelés anions. Pour beaucoup d’éléments, vous pouvez prévoir la charge à partir du seul numéro de groupe : le sodium du groupe 1 forme Na⁺, et le chlore du groupe 17 forme Cl⁻. 4 min de lecture
2. 15 Que sont les ions polyatomiques ? Un ion polyatomique est un groupe de deux atomes liés ou plus qui porte une charge électrique globale et se comporte comme une seule unité dans les composés. Parmi les exemples courants figurent l’hydroxyde (OH⁻), le nitrate (NO₃⁻), le carbonate (CO₃²⁻), le sulfate (SO₄²⁻), le phosphate (PO₄³⁻) et l’ammonium (NH₄⁺). La plupart des ions polyatomiques sont négatifs, et beaucoup contiennent de l’oxygène. 4 min de lecture
3. 16 Les liaisons chimiques Une liaison chimique est l’attraction qui retient les atomes ensemble dans les corps simples et les composés. Dans une liaison ionique, un atome transfère des électrons à un autre et les ions de charges opposées s’attirent ; dans une liaison covalente, les atomes partagent des paires d’électrons ; et dans une liaison métallique, les atomes métalliques partagent une « mer » d’électrons qui se déplacent librement. Le type qui se forme dépend surtout de la nature des atomes, métaux ou non-métaux. 5 min de lecture
4. 17 Lire les formules chimiques Une formule chimique utilise des symboles d’éléments et de petits nombres pour indiquer quels atomes composent une substance et en quelle quantité. Le petit nombre après un symbole, appelé indice, compte les atomes de cet élément : H₂O a donc 2 atomes d’hydrogène et 1 atome d’oxygène. Les parenthèses, les coefficients et le point des hydrates ajoutent quelques règles, mais chacune n’est qu’une sorte de multiplication ou d’addition. 4 min de lecture
5. 18 Qu’est-ce qu’une mole ? Une mole est une unité de comptage que les chimistes utilisent pour les atomes et les molécules, comme une douzaine signifie 12. Une mole contient 6,022 × 10²³ particules, un nombre appelé nombre d’Avogadro. La masse d’une mole d’une substance en grammes, sa masse molaire, découle directement des masses atomiques du tableau périodique : elle permet donc de passer des grammes à un nombre de particules. 3 min de lecture
6. 19 Équilibrer les équations chimiques Équilibrer une équation chimique, c’est s’assurer qu’il y a le même nombre d’atomes de chaque élément des deux côtés de la flèche. On y parvient en plaçant des coefficients entiers devant les formules, jamais en modifiant les indices. Par exemple, l’hydrogène et l’oxygène forment de l’eau selon l’équation équilibrée 2H₂ + O₂ → 2H₂O. 4 min de lecture
7. 20 Transformations chimiques et physiques Une transformation physique modifie la taille, la forme ou l’état d’une substance, mais celle-ci reste la même par la suite, comme lorsque la glace fond en eau. Une transformation chimique, aussi appelée réaction chimique, change des substances en de nouvelles substances aux propriétés différentes, comme lorsque le fer se transforme en rouille. La question essentielle est toujours : une nouvelle substance s’est-elle formée ? 5 min de lecture