Question sur A, Z et sur le tableau des éléments

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Question sur A, Z et sur le tableau des éléments

Message par ProfDePrépa » 05 sept. 2023 17:45

Bonjour à tous.

Voici 3 questions que je n'arrive pas à résoudre.

Première question :


Savez vous pourquoi on nomme le numéro atomique avec la lettre Z, et pourquoi on nomme la masse atomique avec la lettre A ?


Voici le tableau des éléments, que j'ai représenté étendu :
Image

Dans chaque case, j'ai indiqué la dernière case remplie par les électrons.
On reconnait les couches spdf, et on voit en couleur foncé qu'il y a des exceptions.

deuxieme question :

ce tableau est il juste ?

troisieme question :

Les zones s p d f sont elles des zones rectangulaires, ou bien on t elles des exceptions ?
Autrement dit, je voudrais savoir si quand on dit aux éleves que d ou f est rectangulaire est ce que c'est une simplification ?



Merci bien
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Re: Question sur A, Z et sur le tableau des éléments

Message par Hibiscus » 05 sept. 2023 18:10

(je ne suis pas enseignant, donc probablement à pondérer selon le public, et le besoin de détail)

1. "zahl", nombre en allemand et "atomgewicht", atom mass, (fichus teutons)

2. La notation peut peut-être prêter à confusion, dans le sens où, si on prend le premier "4f", le lanthane, c'est un [Xe] 5d1 6s2, donc je ne suis pas sûr de la meilleur façon de le noter.. Ton tableau le note 5d1, exception, c'est vrai, mais je ne sais pas si c'est facile à "apprendre".

De manière similaire, le dernier lanthanide, dernier des 4f14, il se note [Xe] 4f14 5d1 6s2, dans ton tableau, il apparait sous "4f14", comme son voisin de gauche qui est "[Xe] 4f14 6s2".
Donc ça te fait deux "4f14", alors que c'est pas le même zozo. Dire que c'est une exception, c'est vrai, mais est-ce que c'est pas plus difficile à relever avec cette notation ?

Après, je ne sais pas si c'est pas au contraire plus facile à visualiser/enseigner.

Un pareil quand tu notes deux nd10 d'affilée. Oui, la colonne de gauche est foncée, c'est des exceptions, oui, on enchaine un [Ar] 3d10 4s2 4p4 et un [Ar] 3d10 4s2 4p5, donc on a remplit le d avant le p, mais je ne sais pas si noter ces deux éléments "3d10" tout court est plus parlant. Ou si c'est facile à retenir.. (Je suis sans doute biaisé par habitude, cela dit.. Et je ne prétends pas avoir une notation plus courte qui marche !)

3. Oui (sauf He), et d'ailleurs, c'est pratique pour visualiser, oui. On prend les "blocs" correspondant au nombre $ \ell $
(un peu comme la figure https://fr.wikipedia.org/wiki/Bloc_du_t ... A9riodique )
Malheureusement, les obsédés des matériaux, chimistes, et autres gens peu fréquentables en tous genre :mrgreen: aiment le tableau du bas de la page, c'est à dire vont re-casser ces rectangles en fonction de certaines propriétés chimiques. (par exemple, de la volatilité du "dernier" électron de l'atome en question..)
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Re: Question sur A, Z et sur le tableau des éléments

Message par ProfDePrépa » 05 sept. 2023 21:03

[Xe] 5d1 6s2,
ok mais... pourquoi on note dans l'ordre des couches et pas dans l'ordre de remplissage... je trouve ca plus logique :?:

faudrait noter [Xe] 6s2 5d1?
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Re: Question sur A, Z et sur le tableau des éléments

Message par H2Fooko » 05 sept. 2023 22:44

Bonjour,
Peut être que l'historique des différentes versions du tableau périodique exposé ici :
https://trustmyscience.com/versions-alt ... -elements/
expliquent certains choix de présentation.
😕
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Re: Question sur A, Z et sur le tableau des éléments

Message par Hibiscus » 06 sept. 2023 10:42

ProfDePrépa a écrit :
05 sept. 2023 21:03
[Xe] 5d1 6s2,
ok mais... pourquoi on note dans l'ordre des couches et pas dans l'ordre de remplissage... je trouve ca plus logique :?:

faudrait noter [Xe] 6s2 5d1?
Pour l'ordre d'écriture, il y a l'écriture par énergies croissantes (ou règle du remplissage de Klesch-je-sais-plus-l'écrire), qui donne bien 6s2 5d1, et qui est sans doute la plus raisonnable/recommandée à enseigner :)

J'ai écrit par ordre des nombres $ n,\ell $ croissants, parce que c'est l'ordre observé en spectroscopie, et c'était pour re-partir de la couche que tu proposais dans le tableau. => ça n'a pas d'intérêt, comme écriture.

Tout bien réfléchi, je me dis que c'est en réalité plus lisible dans le tableau que tu écrivais : même s'il on a des nd10 & nd10 côte à côte, grâce au jeu de couleurs, c'est en fait plus facile à comprendre, comme façon de présenter !
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Re: Question sur A, Z et sur le tableau des éléments

Message par ProfDePrépa » 07 sept. 2023 08:16

3. Oui (sauf He), et d'ailleurs, c'est pratique pour visualiser, oui. On prend les "blocs" correspondant au nombre $ \ell $
(un peu comme la figure https://fr.wikipedia.org/wiki/Bloc_du_t ... A9riodique )
Malheureusement, les obsédés des matériaux, chimistes, et autres gens peu fréquentables en tous genre :mrgreen: aiment le tableau du bas de la page, c'est à dire vont re-casser ces rectangles en fonction de certaines propriétés chimiques. (par exemple, de la volatilité du "dernier" électron de l'atome en question..)
ah voila c'est ca que je cherchais, je cite wikipédia sur ton lien :

Le lanthane, l'actinium et le thorium font exception, car leur configuration électronique à l'état fondamental est respectivement [Xe] 6s2 5d1, [Rn] 7s2 6d1 et [Rn] 7s2 6d2, et ne contient donc pas d'électron dans une sous-couche f.

Donc pour moi c'est faux de dire que ces 3 éléments sont f, ils appartiennent à d. Ou alors il me manque un argument.
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Re: Question sur A, Z et sur le tableau des éléments

Message par ThomasC » 07 sept. 2023 18:56

Bonjour,

À la question "ce tableau est-il juste ?", la réponse est : ça dépend ce qu'on attend de lui qu'il dise.

L'usage est de considérer le respect strict de la règle de Klechkowski quand on lit une configuration électronique dans le tableau périodique. À partir de là, il n'est pas faux de positionner le thorium ou le lanthane dans le bloc f.

Cela dit...

Comme toutes les règles, celle de Klechkowski admet des exceptions. Elles peuvent avoir plusieurs origines. Dans les cas des éléments lourds comme ceux cités, elles proviennent pour une grosse partie du couplage spin-orbite qui devient non négligeable, et des effets relativistes qui commencent à se faire sentir sensiblement.

Il devient alors délicat de faire comme à l'habitude : écrire les sous-couches selon la règle, puis remplir, puisque cette stratégie ne tient pas compte des interactions mentionnées précédemment. En pratique, soit on a pas trop besoin de se casser la tête, et on écrit une configuration non conforme à la règle de Klechkowski comme celles données par wikipédia, soit on passe à des notations plus complètes et plus complexes.

Il y a également un juge de paix expérimental, sur des techniques spectroscopiques, ou certaines propriétés.
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