M1S3_RE

2. Les familles chimiques

2.1 Les caractéristiques

Chaque élément du tableau périodique possède des caractéristiques qui lui sont propres. Certaines propriétés chimiques sont dites quantitatives, c'est-à-dire qu'on peut leur accorder une valeur. C'est le cas de la température de fusion (solide vers liquide) et celle d'ébullition (liquide vers gaz) ou des conductibilités électrique et thermique. D'autres sont sont dites qualitatives (ne peuvent être quantifiées). C'est le cas de l'éclat, de la réactivité chimique, de la malléabilité ou de la ductilité. Vous avez vu au cours des années antérieures que certaines propriétés sont caractéristiques (masse volumique, température de fusion) alors que d'autres ne l'était pas (couleur, forme, état). Une propriété est dite caractéristique lorsqu'elle permet d'identifier un élément ou une famille d'éléments chimiques.

Ici, les propriétés que nous étudieront sont :

Tableau 1 : Principales caractéristiques étudiées

Propriétés
1. Conductibilité électrique 2. Conductibilité thermique 3. Malléabilité 4. Ductilité 5. Stabilité/réactivité chimique

Propriétés

1. Conductibilité électrique

2. Conductibilité thermique

3. Malléabilité

4. Ductilité

5. Stabilité/réactivité chimique

2.2 Les grandes familles

Les familles sont situées dans les colonnes du tableau périodique des éléments. Chaque famille partage les mêmes propriétés chimiques. C'est ce qui définit une famille. Dans le cadre de ce cours, nous étudierons seulement les familles mises en couleur dans l'image ci-dessous. En effet, nous n'étudierons pas les éléments de transition. Les numéros de famille iront donc de 1 à 8 en sautant par-dessus les éléments de transition. Il existe quatre grandes familles qui sont énumérées dans le tableau ci-dessous.

Les huit grandes familles du tableau périodique. L'hydrogène est seul dans sa famille. — Source

Tableau 2 : Caractéristiques des quatre grandes familles

Famille	Caractéristiques	Représentation
Alcalins Famille IA (1)	1. Très bon conducteur électrique 2. Très bon conducteur thermique 3. Métal mou et malléable 4. Ductile 5. Très grande réactivité
Alcalino-terreux Famille IIA (2)	1. Bon conducteur électrique 2. Bon conducteur thermique 3. Métal relativement mou et malléable 4. Ductile 5. Grande réactivité
Halogènes Famille VIIA (7)	1. Mauvais conducteur électrique 2. Mauvais conducteur thermique 3. Non-métal, non malléable 4. Non-ductile 5. Très grande réactivité
Gaz inertes (gaz nobles) Famille VIIIA (8)	1. Isolant électrique 2. Mauvais conducteur thermique 3. Non-métal, non malléable, gazeux 4. Non-ductile, gazeux 5. Très grande stabilité chimique

Tu trouveras dans ce tableau périodique des éléments des images de chacun des éléments.

Pour les autres éléments du tableau périodique, on se réfère au premier élément de la famille. Par exemple, le sélénium (Se) fait partie de la famille de l'oxygène (O) et l'or (Au) fait partie de la famille du cuivre (Cu).

Pourtant, l'hydrogène (H) est seul. En fait, sa configuration électronique lui confère des caractéristiques qui lui sont propres. Nous verrons pourquoi dans la section suivante.

2.3 Explications

Dans la première station de ce module, il t'a été demandé d'étudier la représentation de la configuration électronique des 20 premiers éléments du tableau périodique. En voici un tableau :

La configuration électronique des dix-huit premiers éléments. — Source

On peut remarquer que, comme il a été dit dans la section précédente, les éléments d'une même période (ligne ou rangée) possèdent tous le même nombre de couches électroniques, mais un nombre différent d'électrons de valence (électrons sur la dernière couche électronique). Lorsqu'on parle de familles (de colonnes), les éléments ont tous le même nombre d'électrons de valence, mais un nombre différent de couches électroniques. Comme ce sont les électrons de valence qui dictent la réactivité chimique, les éléments d'une même famille ont donc les mêmes propriétés chimiques.

Tous les éléments cherchent à avoir une stabilité chimique et, comme on l'a vu précédemment, les gaz inertes sont les éléments les plus stables du tableau périodique. Dans des réactions chimiques, les atomes vont donc donner ou recevoir des électrons pour chercher à avoir la configuration électronique du gaz inerte le plus proche. Pour un alcalin, il est plus facile de donner son seul électron de valence que d'en recevoir 7 afin de garnir sa dernière couche électronique! C'est exactement le contraire pour les halogènes. Les éléments de cette famille ont 7 électrons de valence, il est plus facile pour eux d'en recevoir un seul pour combler leur dernière couche électronique que de donner leurs 7 électrons à un autre élément.

Quand est-il de notre pauvre hydrogène ? L'hydrogène n'a qu'un seul électron. Comme la première couche électronique est pleine lorsqu'elle a deux électrons, l'hydrogène peut acquérir un électron ou perdre son seul électron. Tout dépendra de l'atome avec lequel il réagit. Il donnera au receveur ou il recevra du donneur. Comme il est le seul à avoir ce genre de caractéristiques, l'hydrogène est donc seul dans sa famille.

La famille du carbone (C) dont les éléments possèdent quatre électrons de valence sont semblables, mais comme il est plus difficiles de déplacer quatre électrons qu'un seul, ils sont beaucoup moins réactifs que l'hydrogène.

Les utilisateurs invités n’ont pas la permission d’interagir avec des questions intégrées.

Clique sur le bouton ci-dessous afin de poursuivre au chapitre suivant.

Continuer