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De quoi les éléments d’un même groupe du tableau périodique contiennent-ils un nombre égal ?
Un groupe est un ensemble d’éléments avec des propriétés chimiques ou électroniques similaires. Le tableau périodique est organisé de telle manière que les éléments avec des propriétés chimiques ou électroniques similaires se trouvent dans la même colonne. Ainsi, chaque colonne du tableau périodique représente un groupe. Afin de déterminer de quoi les éléments du même groupe contiennent un nombre égal, examinons trois éléments qui se trouvant tous dans le groupe un.
Le nombre écrit au-dessus du symbole de l’élément dans chaque cellule du tableau périodique est le nombre atomique. Le nombre atomique est le nombre de protons dans le noyau des atomes ou ions d’un élément donné, et indique également le nombre d’électrons dans un atome de cet élément. On constate que l’hydrogène, le lithium et le sodium portent tous un numéro atomique différent. Ainsi, les éléments d’un même groupe n’ont pas le même numéro atomique et ne contiennent donc ni le même nombre de protons ni le même nombre d’électrons. La valeur indiquée sous le symbole de l’élément dans chaque cellule du tableau périodique est la masse atomique relative. La masse atomique relative est la moyenne pondérée des masses atomiques des isotopes d’un élément. On constate que l’hydrogène, le lithium et le sodium n’ont pas la même masse atomique relative.
Nous avons maintenant comparé toutes les informations sur l’hydrogène, le lithium et le sodium que l’on peut lire directement dans le tableau périodique. Regardons maintenant comment sont disposés les électrons dans un atome de chaque élément en utilisant le modèle de Bohr de l’atome. Dans le modèle de Bohr, chaque cercle autour du noyau représente une couche électronique. Chaque couche d’électronique peut contenir un certain nombre d’électrons. La première couche peut contenir un maximum de deux électrons. La deuxième couche peut contenir huit électrons au maximum. Et la troisième couche électronique peut avoir un maximum de dix-huit électrons. Cependant, 10 de ces électrons ne sont ajoutés à cette couche que lorsque les atomes deviennent plus gros. Donc, on dit parfois que cette couche électronique ne peut contenir qu’un maximum de huit électrons.
Sur la figure, un point bleu représente un électron, on peut donc compléter le modèle de Bohr d’un atome en dessinant des points bleus sur chaque cercle pour représenter les électrons dans chaque couche électronique. Dans cet esprit, on peut maintenant construire le modèle de Bohr d’un atome d’hydrogène. Un atome d’hydrogène ne possède qu’un seul électron, on dessine donc un seul point bleu sur la première couche électronique. Un atome de lithium possède trois électrons. On commence par dessiner deux points sur la première couche, qui correspond au nombre maximal d’électrons qu’elle peut contenir. On peut alors placer le troisième électron du lithium sur la deuxième couche. Un atome de sodium possède 11 électrons. On peut dessiner les deux premiers électrons sur la première couche électronique et les huit électrons suivants sur la deuxième couche, qui correspond au nombre maximum d’électrons qu’elle peut contenir.
Pour compléter le modèle de Bohr d’un atome de sodium, nous devons dessiner le 11e électron dans la troisième couche électronique. On peut voir dans ces modèles de Bohr que les atomes d’hydrogène, de lithium et de sodium n’ont pas le même nombre de couches électroniques. Par contre, ces trois atomes n’ont qu’un seul électron dans leur couche externe. Les électrons de la couche électronique la plus externe sont appelés les électrons de valence. Ainsi, un atome d’hydrogène, de lithium et de sodium, et tous les éléments du groupe un du tableau périodique, contiennent le même nombre d’électrons de valence. On peut donc conclure que les éléments d’un même groupe du tableau périodique contiennent des électrons de valence en nombre égal.
