Tableau périodique des éléments

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Le tableau périodique des éléments, également appelé table de Mendeleïev, classification périodique des éléments (CPE) ou simplement tableau périodique, représente tous les éléments chimiques, ordonnés par numéro atomique croissant et organisés en fonction de leur configuration électronique, laquelle sous-tend leurs propriétés chimiques.

La conception de ce tableau est généralement attribuée au chimiste russe Dmitri Mendeleïev, qui, en 1869, construisit une table, différente de celle qu'on utilise aujourd'hui [a] mais semblable dans son principe, dont le grand intérêt était de proposer une classification systématique des éléments connus à l'époque en vue de souligner la périodicité de leurs propriétés chimiques, d'identifier les éléments qui restaient à découvrir, voire de prédire certaines propriétés d'éléments chimiques alors inconnus.

Le tableau périodique a connu de nombreux réajustements depuis lors jusqu'à prendre la forme que nous lui connaissons aujourd'hui. Il est devenu un référentiel universel auquel peuvent être rapportés tous les types de comportements physique et chimique des éléments. Depuis la mise à jour de l' UICPA du 28 novembre 2016, sa forme standard comporte 118 éléments [1], allant de l' hydrogène 1H à l' oganesson 118Og.

Tableau périodique des éléments au 28 novembre 2016.
Tableau périodique des éléments avec données numériques.

Le tableau périodique standard

Ce tableau est la représentation la plus usuelle de la classification des éléments chimiques. Certains chimistes ont proposé d'autres façons de classer les éléments, mais celles-ci restent bornées au domaine scientifique.

Tableau périodique des éléments
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 1
H
    2
He
2 3
Li
4
Be
  5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
Ne
3 11
Na
12
Mg
  13
Al
14
Si
15
P
16
S
17
Cl
18
Ar
4 19
K
20
Ca
21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
Mn
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Ga
32
Ge
33
As
34
Se
35
Br
36
Kr
5 37
Rb
38
Sr
39
Y
40
Zr
41
Nb
42
Mo
43
Tc
44
Ru
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
Cd
49
In
50
Sn
51
Sb
52
Te
53
I
54
Xe
6 55
Cs
56
Ba
*
72
Hf
73
Ta
74
W
75
Re
76
Os
77
Ir
78
Pt
79
Au
80
Hg
81
Tl
82
Pb
83
Bi
84
Po
85
At
86
Rn
7 87
Fr
88
Ra
**
104
Rf
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
Hs
109
Mt
110
Ds
111
Rg
112
Cn
113
Nh
114
Fl
115
Mc
116
Lv
117
Ts
118
Og
 
* Lanthanides   57
La
58
Ce
59
Pr
60
Nd
61
Pm
62
Sm
63
Eu
64
Gd
65
Tb
66
Dy
67
Ho
68
Er
69
Tm
70
Yb
71
Lu
** Actinides   89
Ac
90
Th
91
Pa
92
U
93
Np
94
Pu
95
Am
96
Cm
97
Bk
98
Cf
99
Es
100
Fm
101
Md
102
No
103
Lr
Légende    
L'abondance naturelle est indiquée par le bord des cases :
   
L' état standard à atm
  Trait continu   Élément primordial est indiqué par la couleur du numéro atomique :
94
    Pu   
Numéro atomique   Tirets épais   Produit de désintégration d'autres éléments Noir Bleu Rouge Gris
Symbole chimique   Pointillé clairs   Élément synthétique (artificiel)   Solide     Liquide     Gazeux     Inconnu  

Les séries chimiques sont indiquées par la couleur des cases :
Métaux   Non-métaux  
  Alcalins     Alcalino-  
terreux
  Lanthanides     Métaux de  
transition
Métaux
  pauvres  
  Métalloïdes   Autres
  non-métaux  
  Halogènes   Gaz
  nobles  
Éléments
  non classés  
Actinides

Parmi les 118 éléments chimiques, 83 sont dits primordiaux parce qu'ils possèdent au moins un isotope stable ou suffisamment stable pour être plus ancien que la Terre. Parmi eux, trois sont radioactifs : l' uranium 92U, le thorium 90Th et le bismuth 83Bi ; la radioactivité de ce dernier est tellement faible qu'elle n'a été mise en évidence qu'en 2003 [2].

11 éléments existent naturellement dans l'environnement terrestre mais sont trop radioactifs pour que leurs isotopes présents lors de la formation du Système solaire aient pu subsister jusqu'à nos jours : ils sont formés continuellement par désintégration radioactive d'autres éléments chimiques, principalement de l'uranium et du thorium. C'est par exemple le cas du technétium 43Tc, le plus léger d'entre eux, qui est un produit de fission de l'uranium, et du plutonium 94Pu, le plus lourd d'entre eux, qui est considéré comme un radioisotope naturel présent à l'état de traces dans la pechblende, principal minerai d'uranium. La chaîne de désintégration de l' uranium 238, principal isotope naturel d'uranium, produit ainsi continuellement du protactinium 234Pa, du thorium 234Th et 230Th, du radium 226Ra, du radon 222Rn, du polonium 218Po, 214Po et 210Po, du bismuth 214Bi et 210Bi, et du plomb 214Pb, 210Pb et 206Pb, ce dernier étant stable.

Les 24 derniers éléments sont dits synthétiques car ils n'existent pas naturellement dans l'environnement terrestre et sont produits artificiellement dans les réacteurs nucléaires ou expérimentalement en laboratoire. On peut cependant trouver certains d'entre eux dans la nature à la suite d' essais nucléaires atmosphériques ou d' accidents nucléaires, comme c'est le cas, dans certaines zones contaminées, pour l' américium 95Am, le curium 96Cm, le berkélium 97Bk et le californium 98Cf. Hors de notre planète, ces éléments, ainsi que l' einsteinium 99Es, sont peut-être produits naturellement (comme l'isotope 254Cf [3], [4], [5], ce qui a cependant par la suite été réfuté [6]) par processus r [7] lors d' explosions de supernovae ; ils auraient également été détectés dans le spectre de l' étoile de Przybylski [8].

Parmi les 103 éléments dont l' état standard est connu aux conditions normales de température et de pression (°C et 1 atm), 90 sont solides, 11 sont gazeux, et seulement deux sont liquides : le brome 35Br, fondant à −7,2 °C, et le mercure 80Hg, fondant à −38,8 °C ; plusieurs éléments solides ont cependant un point de fusion voisin de la température ambiante, par exemple le francium 87Fr, à 27 °C, le césium 55Cs, à 28,5 °C, le gallium 31Ga, à 29,8 °C, le rubidium 37Rb, à 39,3 °C, ou encore le phosphore blanc 15P, à 44,2 °C.

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