- Comment le caractère métallique des éléments varie-t-il dans le tableau périodique?
- Propriétés des éléments métalliques
- Comment le rayon atomique affecte-t-il la réactivité des métaux?
- Élément de caractère métallique supérieur
- Élément de caractère métallique mineur
- Références
Le caractère métallique des éléments du tableau périodique fait référence à toutes ces variables, chimiques et physiques, qui définissent les métaux ou les distinguent des autres substances de la nature. Ils sont généralement des solides brillants, denses, durs, à conductivités thermique et électrique élevées, moulables et ductiles.
Cependant, tous les métaux ne présentent pas de telles caractéristiques; par exemple, dans le cas du mercure, il s'agit d'un liquide noir brillant. De même, ces variables dépendent des conditions de pression et de température au sol. Par exemple, l'hydrogène apparemment non métallique peut se comporter physiquement comme un métal dans des conditions extrêmes.
Ces conditions peuvent être: sous des pressions abyssales ou des températures très froides oscillant autour du zéro absolu. Pour définir si un élément est métallique ou non, il est nécessaire de considérer des motifs cachés aux yeux de l'observateur: les motifs atomiques.
Ceux-ci distinguent avec plus de précision et de fiabilité quels sont les éléments métalliques, et même quel élément est plus métallique qu'un autre.
De cette manière, le véritable caractère métallique d'une pièce d'or repose davantage sur les qualités de ses atomes que sur celles déterminées par sa masse d'or, mais les deux sont étroitement liés.
Laquelle des pièces est la plus métallique: une en or, une en cuivre ou une en platine? La réponse est le platine et l'explication réside dans ses atomes.
Comment le caractère métallique des éléments varie-t-il dans le tableau périodique?
L'image du haut montre les propriétés périodiques des éléments. Les lignes correspondent aux périodes et les colonnes aux groupes.
Le caractère métallique diminue de gauche à droite et augmente dans la direction opposée. En outre, cela augmente de haut en bas et diminue à mesure que les périodes sont traversées vers les têtes de groupe. La flèche diagonale bleue dans le tableau indique ce qui est mentionné ci-dessus.
De cette manière, les éléments proches de la direction indiquée par la flèche ont un caractère métallique plus important que ceux situés dans la direction opposée (les blocs jaunes).
De plus, les autres flèches correspondent à d'autres propriétés périodiques, qui définissent dans quel sens celles-ci augmentent ou diminuent lorsque l'élément "se métallise". Par exemple, les éléments des blocs jaunes, bien qu'ils aient un faible caractère métallique, leur affinité électronique et leur énergie d'ionisation sont élevées.
Dans le cas des rayons atomiques, plus ils sont grands, plus l'élément est métallique; ceci est indiqué par la flèche bleue.
Propriétés des éléments métalliques
Le tableau périodique montre que les métaux ont de grands rayons atomiques, de faibles énergies d'ionisation, de faibles affinités électroniques et de faibles électronégativités. Comment mémoriser toutes ces propriétés?
Le point auquel ils s'écoulent est la réactivité (électropositivité) qui définit les métaux, qui s'oxydent; c'est-à-dire qu'ils perdent facilement des électrons.
Lorsqu'ils perdent des électrons, les métaux forment des cations (M +). Par conséquent, les éléments à caractère métallique supérieur forment des cations plus facilement que ceux à caractère métallique inférieur.
Un exemple de ceci est de considérer la réactivité des éléments du groupe 2, les métaux alcalino-terreux. Le béryllium est moins métallique que le magnésium et le magnésium est moins métallique que le calcium.
Ainsi de suite jusqu'à atteindre le baryum métallique, le plus réactif du groupe (après le radium, élément radioactif).
Comment le rayon atomique affecte-t-il la réactivité des métaux?
À mesure que le rayon atomique augmente, les électrons de valence sont plus éloignés du noyau, ils sont donc moins fortement retenus dans l'atome.
Cependant, si une période est traversée vers le côté droit du tableau périodique, le noyau ajoute des protons à son corps maintenant plus positif, qui attire les électrons de valence avec une plus grande force, réduisant la taille du rayon atomique. Il en résulte une diminution du caractère métallique.
Ainsi, un très petit atome avec un noyau très positif a tendance à gagner des électrons au lieu de les perdre (éléments non métalliques), et ceux qui peuvent à la fois gagner et perdre des électrons sont considérés comme des métalloïdes. Le bore, le silicium, le germanium et l'arsenic font partie de ces métalloïdes.
D'autre part, le rayon atomique augmente également s'il y a une nouvelle disponibilité d'énergie pour d'autres orbitales, ce qui se produit lors de la descente dans un groupe.
Pour cette raison, en descendant sur le tableau périodique, les rayons deviennent volumineux et le noyau devient incapable d'empêcher d'autres espèces de prendre des électrons de sa coquille externe.
En laboratoire, avec un agent oxydant fort - tel que l'acide nitrique dilué (HNO 3) - les réactivités des métaux contre l'oxydation peuvent être étudiées.
De la même manière, les processus de formation de ses halogénures métalliques (NaCl, par exemple) sont également des expériences démontrant cette réactivité.
Élément de caractère métallique supérieur
Le sens de la flèche bleue dans l'image du tableau périodique conduit aux éléments francium et césium. Le francium est plus métallique que le césium, mais contrairement à ce dernier, le francium est artificiel et radioactif. Pour cette raison, le césium prend la place de l'élément naturel avec le plus grand caractère métallique.
En fait, l'une des réactions les plus connues (et les plus explosives) est celle qui se produit lorsqu'un morceau (ou des gouttes) de césium entre en contact avec de l'eau.
La forte réactivité du césium, également traduite par la formation de composés beaucoup plus stables, est responsable de la libération soudaine d'énergie:
2Cs (s) + 2H 2 O → 2CsOH (aq) + H 2 (g)
L'équation chimique nous permet de voir l'oxydation du césium et la réduction des hydrogènes dans l'eau en hydrogène gazeux.
Élément de caractère métallique mineur
Sur la diagonale opposée, dans le coin supérieur droit du tableau périodique, le fluor (F 2, image du haut) arrive en tête de la liste des éléments non métalliques. Parce que? Parce que c'est l'élément le plus électronégatif de la nature et celui qui a la plus faible énergie d'ionisation.
En d'autres termes, il réagit avec tous les éléments du tableau périodique pour former l'ion F - et non F +.
Il est très peu probable que le fluor perde des électrons dans une réaction chimique, contrairement aux métaux. C'est pour cette raison qu'il s'agit de l'élément le moins métallique.
Références
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