Tableau périodique : familles et périodes

La position d'un élément dans le tableau révèle directement sa structure électronique et prédit ses propriétés chimiques.

1 L'idée

Le tableau périodique (ou classification périodique) classe les éléments chimiques par numéro atomique $Z$ croissant. Il est organisé en lignes horizontales appelées périodes et en colonnes verticales appelées familles.

Des éléments d'une même famille possèdent le même nombre d'électrons sur leur couche externe : ils ont donc des propriétés chimiques similaires.

2 Règles de lecture

Période (ligne)

$\text{n}^\circ\!\text{ de période} = \text{nombre de couches électroniques occupées}$

Famille (colonne)

$\text{n}^\circ\!\text{ de famille} = \text{nombre d'électrons sur la couche externe}$

Alcalins — col. 1

$1\text{ électron externe : Li, Na, K, ...}$

Halogènes — col. 17

$7\text{ électrons externes : F, Cl, Br, ...}$

Gaz nobles — col. 18

$8\text{ électrons externes (2 pour He) : Ne, Ar, ...}$

3 Exemples

Sodium Na (Z = 11)

Structure électronique : $(K)2\,(L)8\,(M)1$

3 couches occupées $\Rightarrow$ 3e période

1 électron externe $\Rightarrow$ famille 1 (alcalins)

Chlore Cl (Z = 17)

Structure électronique : $(K)2\,(L)8\,(M)7$

3 couches occupées $\Rightarrow$ 3e période

7 électrons externes $\Rightarrow$ famille 17 (halogènes)

Méthode — placer un élément dans le tableau

Écrire la structure électronique : répartir les $Z$ électrons en couches K, L, M... (K max 2 ; L max 8 ; M max 8).
Compter le nombre de couches occupées $\Rightarrow$ numéro de période.
Lire le nombre d'électrons sur la dernière couche occupée $\Rightarrow$ numéro de famille.
Vérifier : la somme de tous les électrons doit être égale à $Z$.

Erreurs fréquentes

Confondre nombre de couches occupées (période) et nombre d'électrons sur la couche externe (famille).
Dépasser la capacité d'une couche : K $\to$ 2 max ; L $\to$ 8 max ; M $\to$ 8 max (en 3e).
L'hélium He n'a que 2 électrons sur la couche K, mais c'est bien un gaz noble : sa couche externe est saturée.