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Lequel des énoncés suivants décrit le mieux un groupe du tableau périodique ? (A) Tous les éléments non métalliques, (B) un ensemble d’éléments sur une seule ligne, (C) un ensemble d’éléments dans une seule colonne, (D) un ensemble d’éléments sur une seule diagonale, ou (E) tous les éléments avec un nombre précis de neutrons dans leurs noyaux.
Le tableau périodique est une figure qui affiche les 118 éléments connus en les organisant dans un ordre très précis. L’emplacement de chaque élément dans le tableau périodique fournit de nombreuses informations utiles sur cet élément. Pour répondre à cette question, nous devons déterminer lequel des énoncés fournis décrit le mieux un groupe du tableau périodique. Un groupe peut être défini comme un ensemble d’éléments ayant des propriétés chimiques ou électroniques similaires. Les atomes des éléments qui se trouvent dans le même groupe ont généralement le même nombre d’électrons de valence, soit les plus externes. Zoomons sur une section du tableau périodique et essayons de voir si nous pouvons déterminer une relation entre la place de certains des éléments et le nombre d’électrons de valence que possède un atome de chaque élément.
Pour nous aider à trouver une relation, nous pouvons dessiner pour chaque élément, un modèle de Bohr correspondant à l’atome. Dans le modèle de Bohr, chaque cercle autour du noyau représente une couche électronique. Chaque couche électronique peut contenir un certain nombre d’électrons. La première couche électronique peut contenir un maximum de deux électrons. La deuxième couche électronique peut contenir un maximum de huit électrons. Et la troisième couche électronique peut contenir un maximum de 18 électrons. Cependant, 10 de ces électrons ne sont ajoutés à cette couche électronique que lorsque les atomes deviennent plus gros. Donc, on dit parfois que la troisième couche électronique ne peut contenir que huit électrons au maximum.
Sur la figure, les électrons sont représentés par des points bleus, et les électrons se trouvant sur la couche électronique externe sont les électrons de valence. Afin de dessiner un modèle de Bohr de l’atome de ces six éléments, nous devons savoir combien d’électrons possède chaque atome. Le nombre atomique inscrit au-dessus de chaque symbole chimique indique le nombre de protons dans tous les atomes et les ions de cet élément. Il indique également le nombre d’électrons dans un atome neutre. En gardant cela à l’esprit, construisons un modèle de Bohr pour un atome d’oxygène, qui a huit électrons. Les deux premiers électrons vont occuper la couche électronique la plus interne, et les six autres électrons vont occuper la seconde couche. Un atome de soufre possède 16 électrons. Deux électrons occupent la première couche, huit électrons occupent la deuxième couche et six électrons occupent la troisième couche.
Voici les modèles de Bohr complets d’un atome de fluor, de chlore, de néon et d’argon. Si nous regardons les couches électroniques les plus externes de chaque atome, nous pouvons voir que les atomes des éléments qui se trouvent dans la même colonne du tableau périodique ont le même nombre d’électrons de valence. Comme les éléments du même groupe ont tendance à avoir le même nombre d’électrons de valence, nous pouvons conclure qu’un groupe est un ensemble d’éléments qui se trouvent dans la même colonne du tableau périodique. Ainsi, l’énoncé qui décrit le mieux un groupe du tableau périodique est l’énoncé (C) un ensemble d’éléments dans une seule colonne.
