Principe de construction

Dans la classification périodique, les 118 éléments connus sont disposés par ordre de numéros atomiques croissants.
Dans sa forme actuelle, ce tableau comporte 7 lignes ou périodes, et 18 colonnes ou familles.

Chaque ligne horizontale (ou période) correspond au remplissage progressif d'une couche électronique.

Première période
La couche K étant complète avec deux électrons, la première période ne comporte que deux éléments : à gauche l'hydrogène (Z=1), à droite l'hélium (Z=2).

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

XIII

XIV

XV

XVI

XVII

XVIII

1H (K)1

2He (K)2

Deuxième période
La couche L étant complète avec 8 éléctrons, la deuxième période comporte 8 éléments, du lithium (Z=3) au néon (Z=10).

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

XIII

XIV

XV

XVI

XVII

XVIII

3Li (K)2(L)1

4Be (K)2(L)2

5B (K)2(L)3

6C (K)2(L)4

7N (K)2(L)5

8O (K)2(L)6

9F (K)2(L)7

10Ne (K)2(L)8

Troisième période
La troisième période correspond au remplissage partiel de la couche M. Elle comporte 8 éléments, du sodium (Z=11) à l'argon (Z=18).

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

XIII

XIV

XV

XVI

XVII

XVIII

11Na (K)2(L)8(M)1

12Mg (K)2(L)8(M)2

13Al (K)2(L)8(M)3

14Si (K)2(L)8(M)4

15P (K)2(L)8(M)5

16S (K)2(L)8(M)6

17Cl (K)2(L)8(M)7

18Ar (K)2(L)8(M)8

A partir de Z=19, les règles de remplissage se compliquent. Il faut faire intervenir des sous-couches, ce qui explique que le tableau périodique est représenté avec dix-huit colonnes.

Résumé des trois premières lignes :

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

XIII

XIV

XV

XVI

XVII

XVIII

1

hydrogène 1H

hélium 2He

2

lithium 3Li

béryllium 4Be

bore 5B

carbone 6C

azote 7N

oxygène 8O

fluor 9F

néon 10Ne

3

sodium 11Na

magnésium 12Mg

aluminium 13Al

silicium 14Si

phosphore 15P

soufre 16S

chlore 17Cl

argon 18Ar

Les familles d'éléments
Les éléments placés dans une même colonne du tableau ont le même nombre d'éléctrons sur leur couche externe.
Ces éléments ont des propriétés chimiques voisines : ils constituent une famille chimique.
Quelques familles chimiques :

La famille des alcalins :
Les éléments de la première colonne (sauf l'hydrogène) du tableau constituent la famille des métaux alcalins : lithium Li, sodium Na,..
Ces atomes possèdent un seul électron externe. Ils le perdent en formant un cation, afin d'acquérir la structure électronique du gaz noble le plus proche dans la classification.
Les atomes X de cette famille sont donc souvent présents dans la nature à l'état de cations X⁺.

La famille des halogènes :
Les éléments de l'avant-dernière colonne du tableau (la 17ème) constituent la famille des halogènes : fluor F, chlore Cl,...
Ces atomes possèdent sept électrons externes. Ils vont donc gagner un électron pour former des anions, afin d'acquérir la structure électronique du gaz noble le plus proche dans la classification.
Les atomes X de cette famille sont donc souvent présents dans la nature à l'état d' anions X^-.

La famille des gaz nobles :
La famille des gaz nobles est constituée par les éléments de la dernière colonne (la 18ème) : hélium He, néon Ne, ...
A l'exception de l'hélium (deux électrons), la couche externe de leurs atomes est complète avec un octet d'électrons (huit électrons).
Les gaz nobles ne participent qu'à très peu de réactions chimiques : on dit que ce sont des gaz inertes.

I Alcalins

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

XIII

XIV

XV

XVI

XVII Halogènes

XVIII Gaz nobles

1

hélium 2He

2

lithium 3Li donne l'ion lithium Li+

fluor 9F donne l'ion fluorure F-

néon 10Ne

3

sodium 11Na donne l'ion sodium Na+

chlore 17Cl donne l'ion chlorure Cl-

argon 18Ar

4

potassium 19K donne l'ion potassium K+

brome 35Br donne l'ion bromure I-

krypton 36Kr