loi périodique, énoncé d’une récurrence périodique des propriétés chimiques et physiques des éléments lorsque les éléments sont disposés par ordre de numéro atomique croissant. Un tel agencement sous la forme d’un tableau dans lequel les groupements d’éléments ayant des propriétés similaires sont facilement identifiés est appelé système périodique ou tableau périodique.
Arrangements périodiques pionniers des éléments
lois des Triades et des Octaves
Au début du 19e siècle.,, un certain nombre de chimistes avaient remarqué certaines relations entre les propriétés des éléments et leur poids atomique. En 1829, J. W. Döbereiner a déclaré qu’il existait des groupes à trois éléments, ou triades, dans lesquels le poids atomique de l’élément central était la moyenne des deux autres et les propriétés de cet élément se situaient entre celles des deux autres. Par exemple, le calcium, le strontium et le baryum forment une triade; le lithium, le sodium et le potassium, un autre. Le chimiste anglais J. A., Newlands a trouvé (1863-65) que si les éléments sont répertoriés en fonction du poids atomique en commençant par le second, le 8ème élément suivant un élément donné a des propriétés chimiques similaires, tout comme le 16ème. Cela est devenu connu comme la loi des octaves. À peu près à la même époque, A. E. de Chancourtois a disposé les éléments en fonction du poids atomique croissant sous la forme d’une hélice verticale avec huit éléments dans un tour, de sorte que les éléments ayant des propriétés similaires tombaient le long de lignes verticales.
Le tableau périodique
D. I. Mendeleev a été le premier à énoncer la loi périodique proche de sa forme actuelle., Il proposa en 1869 que les propriétés des éléments sont des fonctions périodiques du poids atomique et regroupa les éléments en conséquence dans un système périodique. Travaillant indépendamment et ne connaissant pas le travail de Mendeleev, Lothar Meyer est arrivé à un système similaire, publiant ses résultats environ un an après celui de Mendeleev. lorsque Mendeleev a conçu son tableau périodique, un certain nombre de positions ne pouvaient être ajustées par aucun des éléments alors connus. Mendeleïev a suggéré que ces espaces vides représentaient des éléments non découverts et, au moyen de son système, prédisaient avec précision leurs propriétés générales et leurs poids atomiques.,
Introduction des nombres atomiques
Les travaux (1913-14) de H. G. Moseley sur les spectres des rayons X des éléments (voir rayons X) ont conduit à la forme actuelle de la loi périodique. Il a constaté que la longueur d’onde du rayonnement X des éléments diminuait avec l’augmentation du poids atomique. Cependant, la relation n’était pas stricte. Il a attribué un nouvel ensemble de nombres, appelés numéros atomiques, aux éléments qu’il avait étudiés, de sorte qu’il y avait une relation entre la longueur d’onde et le numéro atomique., Le numéro atomique est le nombre de charges positives, ou protons, contenues dans le noyau atomique (voir atome) ou, de manière équivalente, le nombre de charges négatives, ou électrons, à l’extérieur du noyau dans un atome neutre. La loi périodique peut être expliquée sur la base de la structure électronique de l’atome, qui est censé être le principal facteur sous-jacent les propriétés chimiques et de nombreuses propriétés physiques des éléments. À son tour, les structures électroniques des atomes ont été expliquées avec succès par la théorie quantique.,
malgré son grand succès, le système périodique introduit par Mendeleïev présentait quelques divergences. Disposés strictement en fonction du poids atomique, tous les éléments ne sont pas tombés dans leurs groupes appropriés. Un meilleur arrangement pourrait être fait si les positions de certains couples voisins étaient échangées. Par exemple, pour répondre à l’ordre chimique de la table, le gaz inerte argon (at. wt. 39.948) devrait venir avant le potassium métallique chimiquement actif (at. wt. 39.0983)., Grâce aux travaux de Moseley, il a été constaté que bien que le numéro atomique d’un élément soit environ la moitié de son poids atomique, le poids atomique n’augmente pas toujours avec l’augmentation du nombre atomique. Les divergences se produisent uniquement pour les éléments où la loi de Mendeleïev a échoué. Basé sur le numéro atomique, la loi périodique n’a maintenant AUCUNE EXCEPTION. Bien que tous les éléments manquants du tableau périodique aient été trouvés (à l’aide du tableau périodique lui-même), le tableau conserve son utilité pour le chimiste en tant que contrôle fiable des données contestées ou incertaines concernant certains des éléments connus.