Un Élément Chimique Est Caractérisé Par

Un Élément Chimique Est Caractérisé Par

Un
élément chimique
est la classe des atomes dont le noyau compte united nations nombre donné de protons. Ce nombre, noté
Z, est le numéro atomique de 50’élément, qui détermine la configuration électronique des atomes correspondants, et donc leurs propriétés physicochimiques. Ces atomes peuvent en revanche compter un nombre variable de neutrons dans leur noyau, ce qu’on appelle des isotopes. 50’hydrogène, le carbone, l’azote, l’oxygène, le fer, le cuivre, l’argent, l’or,etc., sont des éléments chimiques, dont le numéro atomique est respectivement 1, 6, 7, 8, 26, 29, 47, 79,etc.
Chacun est conventionnellement désigné par united nations symbole chimique : H, C, N, O, Fe, Cu, Ag, Au,etc.
Au total, 118 éléments chimiques ont été observés à ce jour, de numéro atomique 1 à 118. Parmi eux,
94 éléments
ont été identifiés sur Terre dans le milieu naturel, et fourscore ont au moins united nations isotope stable : tous ceux de numéro atomique inférieur ou égal à 82 hormis les éléments 43 et 61.

Les éléments chimiques peuvent se combiner entre eux au cours de réactions chimiques pour former d’innombrables composés chimiques. Ainsi, l’eau résulte de la combinaison d’oxygène et d’hydrogène en molécules de formule chimique HtwoO













— deux atomes d’hydrogène et united nations atome d’oxygène. Dans des conditions opératoires différentes, 50’oxygène et 50’hydrogène pourront donner des composés différents, par exemple du peroxyde d’hydrogène, ou eau oxygénée, de formule H2O2













— deux atomes d’hydrogène et deux atomes d’oxygène. Réciproquement, chaque composé chimique peut être décomposé en éléments chimiques distincts, par exemple 50’eau peut être électrolysée en oxygène et hydrogène.

Une substance pure constituée d’atomes du même élément chimique est appelée corps elementary, et ne peut pas être décomposée en d’autres éléments distincts, ce qui différencie un corps simple d’un composé chimique. 50’oxygène est un élément chimique, mais le gaz appelé couramment « oxygène » est un corps simple dont le nom exact est dioxygène, de formule Otwo













, pour le distinguer de fifty’ozone, de formule O3













, qui est également un corps simple ; l’ozone et le dioxygène sont des variétés allotropiques de fifty’élément oxygène. L’état standard d’un élément chimique est celui du corps simple dont l’enthalpie standard de formation est la plus faible aux conditions normales de température et de pression, par convention égale à zéro.

United nations élément chimique ne peut pas se transformer en un autre élément par une réaction chimique, seule une réaction nucléaire appelée transmutation peut y parvenir. Cette définition a été formulée en substance pour la première fois par le chimiste français Antoine Lavoisier en 1789
[1]

,

[a]
. Les éléments chimiques sont communément classés dans une table result des travaux du chimiste russe Dmitri Mendeleïev et appelée « tableau périodique des éléments » :

one 2 3 4 v 6 7 8 9 x 11 12 xiii 14 15 xvi 17 18
1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge Equally Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
half-dozen Cs Ba * Lu Hf Ta West Re Bone Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra *
*
Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
* La Ce Pr Nd Pm Sm European union Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb
*
*
Ac Thursday Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Doc No

Tableau périodique des éléments chimiques


Définitions

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Noms, symboles

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En 2011 50’Union internationale de chimie pure et appliquée (UICPA) a entériné les noms en anglais et les symboles chimiques internationaux des 112 premiers éléments (par ordre de numéro atomique)
[2]
. Le
, l’UICPA a nommé deux éléments supplémentaires, le flérovium Fl et le livermorium Lv (numéros 114 et 116)
[3]

,

[4]
. Le

l’UICPA a officialisé l’observation de quatre autres éléments, de numéros atomiques 113, 115, 117 et 118, mais ne leur a pas attribué de noms définitifs. Provisoirement désignés sous les noms systématiques d’ununtrium (Uut), ununpentium (Uuv), ununseptium (Uus) et ununoctium (Uuo)
[5]
, ils reçurent leur nom définitif le
, respectivement nihonium (Nh), moscovium (Mc), tennesse (Ts) et oganesson (Og)
[6]
.

Quand on veut représenter par un symbole united nations élément quelconque, on choisit généralement la lettre M (parfois en italique
[b]
). Quand on veut représenter différents types d’éléments interchangeables, notamment cascade écrire la formule chimique d’united nations minéral, on se résout à employer des lettres comme A, B, C ou X, Y, Z, dans un contexte où fifty’on sait qu’il ne s’agit pas des éléments portant ces symboles (argon, bore,etc.)
[c]
.

Abondance

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Abondance des dix éléments les plus fréquents dans notre galaxie, estimée par spectroscopie
[vii]
.
Z Élément ppm
one Hydrogène 739 000
2 Hélium 240 000
8 Oxygène 10 400
six Carbone 4 600
ten Néon 1 340
26 Fer one 090
7 Azote 960
14 Silicium 650
12 Magnésium 580
16 Soufre 440

En tout, 118 éléments ont été observés au

1er

trimestre

2012. « Observé » signifie qu’on a identifié au moins un atome de cet élément de façon raisonnablement sûre : ainsi, seuls trois atomes de fifty’élément 118
ont été détectés à ce jour, et ce de façon indirecte à travers les produits de leur chaîne de désintégration.

Seuls les 94 premiers éléments sont observés sur Terre dans le milieu naturel. Parmi eux, six ne sont présents qu’à l’état de traces : le technétium
43Tc, le prométhium
61Pm, l’astate
85At, le francium
87Fr, le neptunium
93Np et le plutonium
94Pu. Il southward’agit d’éléments qui se désintègrent trop rapidement en comparaison de leur taux de formation ; le neptunium
93Np et le plutonium
94Pu résultent par exemple de la capture neutronique par le thorium
ninetyThursday ou surtout par 50’uranium
92U. Le réacteur nucléaire naturel d’Oklo a aussi produit les transuraniens de 50’américium
95Am jusqu’au fermium
100Fm, mais ils se sont rapidement désintégrés en éléments plus légers
[8]
.

Les astronomes ont observé les raies spectroscopiques des éléments jusqu’à l’einsteinium
99Es dans l’étoile de Przybylski.

Les eighteen autres éléments observés non détectés sur Terre ni dans l’espace ont été produits artificiellement par réactions nucléaires à partir d’éléments plus légers.

Selon le modèle standard de la cosmologie, 50’abondance relative des isotopes des 95 éléments naturels dans l’univers résulte de quatre phénomènes
[9]
 :

  • la nucléosynthèse primordiale pour les trois (ou quatre) premiers éléments : hydrogène, hélium, lithium, voire béryllium ;
  • la nucléosynthèse stellaire pour les vingt-deux éléments suivants (l’hydrogène et l’hélium retainer de matière première dans les usines stellaires), jusqu’au fer ;
  • la spallation de ces noyaux qui enrichit le milieu interstellaire notamment en lithium, béryllium et diameter, détectés en surabondance dans les rayons cosmiques ;
  • la capture neutronique sur ces mêmes noyaux dans les étoiles en fin de vie, et notamment les supernovas, cascade générer tous les éléments au-delà du fer, au cours de processus appelés r ou due south selon qu’ils sont rapides ou lents, ainsi que la capture de protons rapides (processus rp) et la photodésintégration (processus p) pour ce qui concerne les noyaux riches en protons (tels que
    196Hg).


Numéro atomique

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Le numéro atomique d’united nations élément, noté
Z
(en référence à l’allemand
Zahl), est égal au nombre de protons contenu dans les noyaux des atomes de cet élément. Par exemple, tous les atomes d’hydrogène ne comptent qu’un seul proton, donc le numéro atomique de l’hydrogène est

Z
= one
. Si tous les atomes d’un même élément comptent le même nombre de protons, ils peuvent en revanche avoir différents nombres de neutrons : chaque nombre de neutrons possible définit un isotope de fifty’élément.

Les atomes étant électriquement neutres, ils comptent autant d’électrons, chargés négativement, que de protons, chargés positivement, de sorte que le numéro atomique représente également le nombre d’électrons des atomes d’un élément donné. Les propriétés chimiques d’un élément étant déterminées avant tout par sa configuration électronique, on comprend que le numéro atomique est la caractéristique déterminante d’un élément chimique.

Le numéro atomique définit entièrement un élément : connaître le numéro atomique revient à connaître l’élément. C’est pour cela qu’il est généralement omis avec les symboles chimiques, sauf éventuellement pour rappeler la position de 50’élément dans le tableau périodique. Lorsqu’il est représenté, il se positionne en bas à gauche du symbole chimique :

Z
10.

Nombre de masse

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Le nombre de masse d’un élément, noté
A, est égal au nombre de nucléons (protons et neutrons) contenu dans les noyaux des atomes de cet élément. Si tous les atomes d’un élément donné ont par définition le même nombre de protons, ils peuvent en revanche avoir des nombres différents de neutrons, et donc des nombres de masse différents, ce qu’on appelle des isotopes. Par exemple, l’hydrogène
iH a trois isotopes principaux : le protium

i
1
H
, hydrogène courant, dont le noyau à un proton northward’a aucun neutron ; le deutérium

ii
1
H
 ; plus rare, dont le noyau à un proton compte, en plus, un neutron ; et le tritium

iii
one
H
, radioactif, présent dans le milieu naturel à l’état de traces, et dont le noyau à united nations proton compte deux neutrons.

Le nombre de masse n’a généralement aucune incidence sur les propriétés chimiques des atomes, motorcar il north’affecte pas leur configuration électronique ; un effet isotopique peut néanmoins être observé pour les atomes légers, c’est-à-dire le lithium
3Li, l’hélium
twoHe et surtout 50’hydrogène
oneH, car fifty’ajout ou le retrait d’un neutron dans le noyau de tels atomes entraîne une variation relative significative de la masse de l’atome, qui affecte les fréquences et l’énergie de vibration et de rotation des molécules (mesurable par spectroscopie infrarouge). Cela modifie la cinétique des réactions chimiques, et l’intensité des liaisons chimiques, le potentiel d’oxydoréduction. Pour les éléments lourds, en revanche, le nombre de masse n’a pratiquement pas d’influence sur leurs propriétés chimiques.

La densité volumique est proportionnelle à la masse atomique donc presque au nombre de masse. La vitesse de translation étant inversement à la racine carrée de la masse moléculaire, certains propriétés physiques comme la vitesse du son, la conductibilité thermique, la volatilité, la vitesse de improvidence sont united nations peu modifiées. Les propriétés physiques peuvent différer suffisamment pour permettre de séparer les isotopes, comme

238
92
U

et

235
92
U
, par improvidence ou centrifugation.

Le nombre de masse n’affectant pas les propriétés chimiques des éléments, il est généralement omis avec les symboles chimiques, sauf lorsqu’il southward’agit de distinguer des isotopes. Lorsqu’il est représenté, il se positionne en haut à gauche du symbole chimique :

A
Ten.

Masse atomique

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L’unité de masse atomique a été définie par l’UICPA en 1961 comme étant exactement le douzième de la masse du noyau d’un atome de
12C (carbone 12) :

1 u ≈ 1,660538782(83) × 10-27
kg ≈ 931,494028(23) MeV/c2.

La masse au repos d’un nucléon northward’est en effet pas pertinente pour mesurer la masse des atomes motorcar protons et neutrons due north’ont pas exactement la même masse au repos — respectivement 938,201 3(23) MeV/c2
et 939,565 560(81) MeV/c2
— et surtout cette masse diffère de celle qu’ils ont lorsqu’ils font partie d’un noyau atomique en raison de fifty’énergie de liaison nucléaire de ces nucléons, qui induit un défaut de masse entre la masse réelle d’un noyau atomique et le cumul des masses au repos des nucléons qui composent ce noyau.

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La masse atomique d’un élément est égale à la somme des produits des nombres de masse de ses isotopes par leur abondance naturelle. Appliqué par exemple au plomb, cela donne :


Isotope   Abondance naturelle A Produit
204Pb 1,4 % × 204 = 2,9
206Pb 24,i % × 206 = 49,6
207Pb 22,ane % × 207 = 45,7
208Lead 52,iv % × 208 = 109,0

Masse atomique du plomb
=
207,two

La mole étant définie par le nombre d’atomes contenus dans

12g

de
carbone 12
(soit
Due north ≈ 6,022 141 79 × 1023 atomes), la masse atomique du plomb est donc de 207,2g/mol, avec un défaut de masse de fifty’ordre de 7,561 676 MeV/c2
par nucléon.

De ce qui précède, on comprend qu’on ne peut définir de masse atomique que cascade les éléments dont on connaît la composition isotopique naturelle ; à défaut d’une telle limerick isotopique, on retient le nombre de masse de 50’isotope connu ayant la période radioactive la plus longue, ce qu’on indique généralement en représentant la masse atomique obtenue entre parenthèses ou entre crochets.

Isotopes

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Isotopes les plus abondants
dans le système solaire
[10]

Isotope Nucléides
(ppm)
1H 705 700
4He 275 200
16O 5 920
12C 3 032
20Ne 1 548
56Fe 1 169
14N 1 105
28Si 653
24Mg 513
32Southward 396
22Ne 208
26Mg 79
36Ar 77
54Atomic number 26 72
25Mg 69
fortyCa 60
27Al 58
58Ni 49
13C 37
3He 35
29Si 34
23Na 33
57Fe 28
2H 23
30Si 23

Deux atomes dont le noyau compte le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons sont dits « isotopes » de 50’élément chimique défini par le nombre de protons de ces atomes. Parmi les 118 éléments observés, seuls 80 ont au moins un isotope stable (non radioactif) : tous les éléments de numéro atomique inférieur ou égal à 82, c’est-à-dire jusqu’au plomb
82Pb, hormis le technétium
43Tc et le prométhium
61Pm. Parmi ceux-ci, seuls 14 n’ont qu’un seul isotope stable (par exemple le fluor, constitué exclusivement de 50’isotope
19F), les 66 autres en ont au moins deux (par exemple le cuivre, dans les proportions 69 % de
63Cu et 31 % de
65Cu, ou le carbone, dans les proportions 98,9 % de
12C et ane,ane % de
13C). Il existe en tout 256 isotopes stables connus des 80 éléments not radioactifs, ainsi qu’une vingtaine d’isotopes faiblement radioactifs présents dans le milieu naturel (parfois avec une période radioactive tellement grande qu’elle en devient non mesurable), certains éléments ayant à eux seuls plus d’une demi-douzaine d’isotopes stables ; ainsi, l’étain
50Sn en compte pas moins de dix, d’occurrences naturelles fort variables :

Isotope Abondance naturelle
(%)
N
112Sn 0,97 62
114Sn 0,65 64
115Sn 0,34 65
116Sn xiv,54 66
117Sn 7,68 67
118Sn 24,23 68
119Sn viii,59 69
120Sn 32,59 70
122Sn iv,63 72
124Sn five,79 74

Parmi les 274 isotopes les plus stables connus (comprenant 18 isotopes « quasi stables » ou très faiblement radioactifs), un peu plus de sixty % (165 nucléides pour être exact) sont constitués d’un nombre pair à la fois de protons (Z) et de neutrons (Due north), et un peu moins de 1,v % (seulement quatre nucléides
[d]
) d’un nombre impair à la fois de protons et de neutrons ; les autres nucléides se répartissent à peu près à parts égales (united nations peu moins de 20 %) entre Z pair et N impair, et Z impair et N pair. Globalement, 220 nucléides stables (un peu plus de eighty %) ont united nations nombre pair de protons, et seulement 54 en ont united nations nombre impair ; c’est un élément sous-jacent à l’effet d’Oddo-Harkins, relatif au fait que, cascade
Z> iv
(c’est-à-dire à fifty’exception des éléments issus de la nucléosynthèse primordiale), les éléments de numéro atomique pair sont plus abondants dans l’univers que ceux dont Z est impair. Cet effet se manifeste notamment dans la forme en dents de scie des courbes d’abondance des éléments par numéro atomique croissant :

Isotones

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Deux atomes qui ont le même nombre de neutrons mais un nombre différent de protons sont dits isotones. Il due south’agit en quelque sorte de la notion réciproque de celle d’isotope.

C’est par exemple le cas des nucléides stables
36South,
37Cl,
38Ar,
39One thousand et
40Ca, situés sur l’isotone twenty : ils comptent tous 20 neutrons, mais respectivement 16, 17, 18, 19 et 20 protons ; les isotones 19 et 21, quant à eux, ne comptent aucun isotope stable.


Radioactivité

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ane 2 three 4 5 half dozen 7 8 ix 10 eleven 12 13 14 15 sixteen 17 xviii
1 H He
two Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
v Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba
*
Lu Hf Ta W Re Bone Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra
*
*
Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og

*
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb

*
*
Ac Thursday Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Medico No
Pb Un isotope au moins de cet élément est stable
Cm Un isotope a une période d’au moins 4 millions d’années
Cf United nations isotope a une période d’au moins 800 ans
Md Un isotope a une période d’au moins ane journée
Bh Un isotope a une période d’au moins i minute
Og Tous les isotopes connus ont une période inférieure à one minute

lxxx des 118 éléments du tableau périodique standard possèdent au moins un isotope stable : ce sont tous les éléments de numéro atomique compris entre i (hydrogène) et 82 (plomb) hormis le technétium
43Tc et le prométhium
61Pm, qui sont radioactifs.

Dès le bismuth
83Bi, tous les isotopes des éléments connus sont (au moins très faiblement) radioactifs — l’isotope
209Bi a ainsi une période radioactive valant united nations milliard de fois l’âge de 50’univers. Lorsque la période dépasse quatre millions d’années, la radioactivité produite par ces isotopes est négligeable et ne constitue pas de risque sanitaire : c’est par exemple le cas de fifty’uranium 238, dont la période est de près de iv,5 milliards d’années.

Au-delà de
Z = 110
(darmstadtium
281Ds)
, tous les isotopes des éléments ont une période radioactive de moins de 30 secondes, et de moins d’un dixième de seconde à partir du moscovium

288
115
Mc
.

Le modèle en couches de la structure nucléaire permet de rendre compte de la plus ou moins grande stabilité des noyaux atomiques en fonction de leur composition en nucléons (protons et neutrons). En particulier, des « nombres magiques » de nucléons, conférant une stabilité particulière aux atomes qui en sont composés, ont été observés expérimentalement, et expliqués par ce modèle
[eleven]
. Le plomb 208, qui est le plus lourd des noyaux stables existants, est ainsi composé du nombre magique de 82 protons et du nombre magique de 126 neutrons.

Certaines théories
[e]

extrapolent ces résultats en prédisant fifty’existence d’un îlot de stabilité parmi les nucléides superlourds, pour united nations « nombre magique » de 184 neutrons et — selon les théories et les modèles — 114, 120, 122 ou 126 protons.

Une approche plus moderne de la stabilité nucléaire montre toutefois, par des calculs fondés sur l’effet tunnel, que, si de tels noyaux superlourds doublement magiques seraient probablement stables du point de vue de la fission spontanée, ils devraient cependant subir des désintégrations α avec une période radioactive de quelques microsecondes
[12]

,

[13]

,

[14]
 ; united nations îlot de relative stabilité pourrait néanmoins exister autour du darmstadtium 293, correspondant aux nucléides définis par Z compris entre 104 et 116 et Northward compris entre 176 et 186 : ces éléments pourraient avoir des isotopes présentant des périodes radioactives atteignant quelques minutes.


Isomères nucléaires

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Exemple d’isomérie : le tantale 179
Isomère Énergie
d’excitation
(keV)
Période Spin
179Ta 0,0 1,82 an 7/ii+
179m1Ta thirty,7
1,42μs
9/2-
179m2Ta 520,ii
335ns
ane/2+
179m3Ta 1 252,vi
322ns
21/2-
179m4Ta 1 317,3
9,0ms
25/2+
179m5Ta i 327,9
ane,6μs
23/2-
179m6Ta 2 639,3
54,onems
37/two+

United nations même noyau atomique peut parfois exister dans plusieurs états énergétiques distincts caractérisés chacun par united nations spin et une énergie d’excitation particuliers. Fifty’état correspondant au niveau d’énergie le plus bas est appelé état fondamental : c’est celui dans lequel on trouve naturellement tous les nucléides. Les états d’énergie plus élevée, s’ils existent, sont appelés isomères nucléaires de l’isotope considéré ; ils sont généralement très instables et résultent la plupart du temps d’une désintégration radioactive.

On note les isomères nucléaires en adjoignant la lettre « m » — pour « métastable » — à l’isotope considéré : ainsi 50’aluminium 26, dont le noyau a united nations spin v+ et est radioactif avec une période de 717 000 ans, possède un isomère, noté
26mAl, caractérisé par united nations spin 0+, une énergie d’excitation de
6 345,twokeV
et une période de

half dozen,35southward
.

Due south’il existe plusieurs niveaux d’excitation pour cet isotope, on note chacun d’eux en faisant suivre la lettre « grand » par un numéro d’ordre, ainsi les isomères du
tantale 179
présentés dans le tableau ci-contre.

Un isomère nucléaire retombe à son état fondamental en subissant une transition isomérique, qui se traduit par l’émission de photons énergétiques, rayons Ten ou rayons γ, correspondant à fifty’énergie d’excitation.


Isomères nucléaires d’intérêt particulier

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Certains isomères nucléaires sont particulièrement remarquables :

  • le technétium 99m est très utilisé en médecine cascade son émission de photons de 141 keV correspondant aux rayons X employés usuellement en radiologie ;
  • le hafnium 178m2 est à la fois très énergétique et plutôt stable, avec une période de 31 ans ; selon certains scientifiques
    [xv]
    , sa transition isomérique vers l’état fondamental pourrait être déclenchée par united nations rayonnement X incident (phénomène d’émission γ induite), ce qui ouvrirait la voie à fifty’accumulation à très haute densité d’énergie, ainsi qu’à la réalisation d’armes de destruction massive compactes de nouvelle génération ;
  • le tantale 180m1 a la particularité d’être stable sur au moins 10xv
    ans (près de 75 000 fois l’âge de l’univers), ce qui est d’autant plus remarquable que l’état fondamental de l’isotope
    180Ta est, au contraire, très instable : le
    180mTa est le seul isomère nucléaire présent dans le milieu naturel ; le mécanisme de sa formation dans les supernovae est d’ailleurs mal compris ;
  • le thorium 229m est peut-être l’isomère connu ayant la plus faible énergie d’excitation, à peine quelques électron-volts : cette énergie est si faible qu’elle est difficilement mesurable, 50’interpretation la plus récente la situant vers
    (vii,6 ± 0,v) eV

    [16]
    , tandis qu’un consensus plus ancien la plaçait vers
    (three,5 ± 1,0) eV

    [17]
    . Cela correspond à des photons dans 50’ultraviolet, et, s’il était possible d’exciter l’isotope
    229Thursday avec un laser ultraviolet de longueur d’onde adéquate, cela rendrait possible la réalisation de batteries à haute densité d’énergie, voire peut-être d’horloges atomiques de précision ;
  • fifty’américium 242m est, comme le tantale 180m1, plus stable que son état fondamental ; sa masse critique de quelques kilogrammes en ferait un possible combustible nucléaire cascade des applications spatiales de propulsion par fragments de fission.
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Allotropes

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United nations même élément chimique peut quondam plusieurs corps simples différant seulement les uns des autres par l’agencement des atomes dans les molécules ou les structures cristallines qui les définissent. Le carbone existe ainsi sous forme graphite à système cristallin hexagonal, sous forme diamant à structure tétraédrique, sous forme graphène qui correspond à un unique feuillet hexagonal de graphite, ou encore sous formes fullerène ou nanotube de carbone qui peuvent être vues comme des feuillets de graphène respectivement sphériques et tubulaires. Ces différentes formes de carbone sont appelées
allotropes
de cet élément. De la même façon, l’ozone Othree














et le dioxygène O2














sont des allotropes de l’élément oxygène.

Chaque allotrope d’un élément ne peut exister que dans une gamme de températures et de pressions définies, ce qu’on représente par un diagramme de phases. Ainsi, le carbone ne cristallise sous forme diamant qu’en étant soumis à de hautes pressions, le diamant demeurant stable jusqu’à pression ambiante ; lorsqu’il cristallise à pression ambiante, le carbone donne néanmoins du graphite, et non du diamant.


État standard

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Parmi toutes les variétés allotropiques d’un élément pouvant exister aux atmospheric condition normales de température et de pression, l’état standard est, par définition, celle dont fifty’enthalpie standard de germination est la plus faible, par convention définie comme nulle. Celui du carbone est le graphite, et celui de l’oxygène est le dioxygène, appelé pour cette raison communément « oxygène » en le confondant avec l’élément dont il est l’état standard.


Symboles, classification et classification

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Premiers symboles

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Le chimiste suédois Jöns Jacob Berzelius (1779-1848) est à l’origine des symboles chimiques des éléments en définissant un système typographique fondé sur l’alphabet latin sans aucun signe diacritique : une lettre capital, parfois suivie d’une lettre minuscule (ou deux chez certains éléments synthétiques), sans signal marquant normalement une abréviation, dans une démarche universaliste qui a conduit à fifty’adoption de symboles issus du néolatin de l’époque moderne, par exemple :

  • Ag
    <
    Argentum
    = Argent
  • Au
    <
    Aurum
    = Or
  • C
    <
    Carbonium
    = Carbone
  • Cl
    <
    Chlorum
    = Chlore
  • Cu
    <
    Cuprum
    = Cuivre
  • Fe
    <
    Ferrum
    = Fer
  • Hg
    <
    Hydrargyrum
    = Mercure
  • K
    <
    Kalium
    = Potassium
  • Northward
    <
    Nitrogenum
    = Azote
  • Na
    <
    Natrium
    = Sodium
  • O
    <
    Oxygenium
    = Oxygène
  • P
    <
    Phosphorus
    = Phosphore
  • Pb
    <
    Plumbum
    = Plomb
  • S
    <
    Sulphur
    = Soufre
  • Sb
    <
    Stibium
    = Antimoine
  • Sn
    <
    Stannum
    = Étain
  • etc.

Tous les symboles chimiques ont une validité internationale quels que soient les systèmes d’écriture en vigueur, à la différence des noms des éléments qui doivent être traduits.

Nomenclature actuelle

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50’Marriage internationale de chimie pure et appliquée (UICPA) est l’example chargée notamment de normaliser la nomenclature internationale des éléments chimiques et de leurs symboles. Cela permet de southward’affranchir des querelles de nommage des éléments, qu’il s’agisse des querelles anciennes (par exemple au sujet du lutécium, que les Allemands ont appelé
cassiopeium
jusqu’en 1949 à la suite d’une querelle de paternité entre un Français et un Autrichien quant à la première purification de l’élément) ou récentes (notamment au sujet de 50′élément 104, synthétisé par deux équipes, russe et américaine, qui s’opposaient sur le nom à donner à cet élément) :

  • le nom des 118 éléments reconnus par l’UICPA est à présent fixé, et le symbole chimique de ces éléments est unifié dans le monde entier
    [6]
     ;
  • les éléments suivants, encore hypothétiques, reçoivent à titre provisoire une dénomination systématique fondée sur leur numéro atomique. Fifty’élément 119
    est ainsi appelé ununennium (Uue), l’élément 120
    unbinilium (Ubn),etc.

Le tableau périodique des éléments est universellement utilisé pour classer les éléments chimiques de telle sorte que leurs propriétés soient largement prédictibles en fonction de leur position dans ce tableau. Result des travaux du chimiste russe Dmitri Mendeleïev et de son contemporain allemand méconnu Julius Lothar Meyer, cette classification est dite
périodique
car organisée en périodes successives au long desquelles les propriétés chimiques des éléments, rangés par numéro atomique croissant, se succèdent dans un ordre identique.

Ce tableau fonctionne parfaitement jusqu’aux deux tiers de la septième période, ce qui englobe les 95 éléments détectés naturellement sur Terre ou dans fifty’espace ; au-delà de la famille des actinides (éléments qu’on appelle les transactinides), des effets relativistes, négligeables jusqu’alors, deviennent significatifs et modifient sensiblement la configuration électronique des atomes, ce qui altère très nettement la périodicité des propriétés chimiques aux confins du tableau.


Caractéristiques des différents éléments

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Galerie partielle

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Z Élément Symbole Famille Masse atomique
(g/mol)
Abondance des éléments
dans la croûte terrestre
[18]


(μg/kg)
Isotopes naturels, classés par abondance décroissante
(les isotopes radioactifs sont marqués d’united nations astérisque)
one Hydrogène H Not-métal ane,00794(7)
[f]

,

[g]

,

[h]

1 400 000 1H,
twoH
2 Hélium He Gaz noble 4,002602(2)
[f]

,

[h]

8 ivHe,
3He
3 Lithium Li Métal alcalin 6,941(2)
[f]

,

[g]

,

[h]

,

[i]

20 000 viiLi,
6Li
4 Béryllium Be Métal alcalino-terreux 9,012182(3) ii 800 9Be
5 Bore B Métalloïde 10,811(7)
[f]

,

[thou]

,

[h]

x 000 xiB,
10B
6 Carbone C Not-métal 12,0107(viii)
[f]

,

[h]

200 000 12C,
13C
7 Azote N Not-métal 14,0067(2)
[f]

,

[h]

xix 000 14Northward,
15N
8 Oxygène O Non-métal xv,9994(3)
[f]

,

[h]

461 000 000 16O,
xviiiO,
17O
9 Fluor F Halogène 18,9984032(five) 585 000 19F
x Néon Ne Gaz noble twenty,1797(6)
[f]

,

[thou]

5 20Ne,
22Ne,
21Ne
11 Sodium Na Métal alcalin 22,98976928(2) 23 600 000 23Na
12 Magnésium Mg Métal alcalino-terreux 24,3050(vi) 23 300 000 24Mg,
26Mg,
25Mg
13 Aluminium Al Métal pauvre 26,9815386(8) 82 300 000 27Al
fourteen Silicium Si Métalloïde 28,0855(3)
[h]

282 000 000 28Si,
29Si,
thirtySi
15 Phosphore P Non-métal xxx,973762(2) 1 050 000 31P
16 Soufre Due south Non-métal 32,065(v)
[f]

,

[h]

350 000 32S,
34S,
33S,
36Southward
17 Chlore Cl Halogène 35,453(2)
[f]

,

[g]

,

[h]

145 000 35Cl,
37Cl
eighteen Argon Ar Gaz noble 39,948(1)
[f]

,

[h]

3 500 40Ar,
36Ar,
38Ar
19 Potassium M Métal alcalin 39,0983(i) 20 900 000 39K,
41K,
40G*
twenty Calcium Ca Métal alcalino-terreux twoscore,078(4)
[f]

41 500 000 40Ca,
44Ca,
42Ca,
48Ca*,
43Ca,
46Ca
21 Scandium Sc Métal de transition 44,955912(6) 22 000 45Sc
22 Titane Ti Métal de transition 47,867(1) 5 650 000 48Ti,
46Ti,
47Ti,
49Ti,
50Ti
23 Vanadium V Métal de transition 50,9415(one) 120 000 51V,
50Five*
24 Chrome Cr Métal de transition 51,9961(vi) 102 000 52Cr,
53Cr,
50Cr,
54Cr
25 Manganèse Mn Métal de transition 54,938045(5) 950 000 55Mn
26 Fer Fe Métal de transition 55,845(two) 56 300 000 56Fe,
54Atomic number 26,
57Atomic number 26,
58Fe
27 Cobalt Co Métal de transition 58,933195(5) 25 000 59Co
28 Nickel Ni Métal de transition 58,6934(4) 84 000 58Ni,
60Ni,
62Ni,
61Ni,
64Ni
29 Cuivre Cu Métal de transition 63,546(3)
[h]

threescore 000 63Cu,
65Cu
30 Zinc Zn Métal pauvre 65,38(2) 70 000 64Zn,
66Zn,
68Zn,
67Zn,
70Zn
31 Gallium Ga Métal pauvre 69,723(one) 19 000 69Ga,
71Ga
32 Germanium Ge Métalloïde 72,64(one) 1 500 74Ge,
72Ge,
70Ge,
73Ge,
76Ge
33 Arsenic As Métalloïde 74,92160(2) 1 800 75As
34 Sélénium Se Non-métal 78,96(three)
[h]

fifty eightySe,
78Se,
76Se,
82Se,
77Se,
74Se
35 Brome Br Halogène 79,904(1) 2 400 79Br,
81Br
36 Krypton Kr gaz rare 83,798(2)
[f]

,

[g]

0,1 84Kr,
86Kr,
82Kr,
83Kr,
eightyKr,
78Kr
37 Rubidium Rb Métal alcalin 85,4678(three)
[f]

90 000 85Rb,
87Rb*
38 Strontium Sr Métal alcalino-terreux 87,62(i)
[f]

,

[h]

370 000 88Sr,
86Sr,
87Sr,
84Sr
39 Yttrium Y Métal de transition 88,90585(2) 33 000 89Y
twoscore Zirconium Zr Métal de transition 91,224(ii)
[f]

165 000 xcZr,
94Zr*,
92Zr,
91Zr,
96Zr*
41 Niobium Nb Métal de transition 92,90638(2) xx 000 93Nb
42 Molybdène Mo Métal de transition 95,96(2)
[f]

one 200 98Mo,
96Mo,
95Mo,
92Mo,
100Mo*,
97Mo,
94Mo
43 Technétium Tc Métal de transition [98,9063]
[j]

Traces 99Tc*,
99mTc*
44 Ruthénium Ru Métal de transition 101,07(2)
[f]

1 102Ru,
104Ru,
101Ru,
99Ru,
100Ru,
96Ru,
98Ru
45 Rhodium Rh Métal de transition 102,90550(2) ane 103Rh
46 Palladium Pd Métal de transition 106,42(i)
[f]

15 106Pd,
108Pd,
105Pd,
110Pd,
104Pd,
102Pd
47 Argent Ag Métal de transition 107,8682(2)
[f]

75 107Ag,
109Ag
48 Cadmium Cd Métal pauvre 112,411(8)
[f]

150 114Cd,
112Cd,
111Cd,
110Cd,
113Cd*,
116Cd*,
106Cd,
108Cd
49 Indium In Métal pauvre 114,818(3) 250 115In*,
113In
50 Étain Sn Métal pauvre 118,710(seven)
[f]

ii 300 120Sn,
118Sn,
116Sn,
119Sn,
117Sn,
124Sn,
122Sn,
112Sn,
114Sn,
115Sn
51 Antimoine Sb Métalloïde 121,760(1)
[f]

200 121Sb,
123Sb
52 Tellure Te Métalloïde 127,60(3)
[f]

1 130Te*,
128Te*,
126Te,
125Te,
124Te,
122Te,
123Te,
120Te
53 Iode I Halogène 126,90447(3) 450 127I
54 Xénon Xe gaz rare 131,293(six)
[f]

,

[g]

0,03 132Xe,
129Xe,
131Xe,
134Xe,
136Xe,
130Xe,
128Xe,
124Xe,
126Xe
55 Césium Cs Métal alcalin 132,9054519(2) iii 000 133Cs
56 Baryum Ba Métal alcalino-terreux 137,327(vii) 425 000 138Ba,
137Ba,
136Ba,
135Ba,
134Ba,
130Ba,
132Ba
57 Lanthane La Lanthanide 138,90547(7)
[f]

39 000 139La,
138La*
58 Cérium Ce Lanthanide 140,116(1)
[f]

66 500 140Ce,
142Ce,
138Ce,
136Ce
59 Praséodyme Pr Lanthanide 140,90765(2) nine 200 141Pr
lx Néodyme Nd Lanthanide 144,242(three)
[f]

41 500 142Nd,
144Nd*,
146Nd,
143Nd,
145Nd,
148Nd,
150Nd*
61 Prométhium Pm Lanthanide [146,9151]
[j]

Traces 145Pm*
62 Samarium Sm Lanthanide 150,36(ii)
[f]

vii 050 152Sm,
154Sm,
147Sm*,
149Sm,
148Sm*,
150Sm,
144Sm
63 Europium Eu Lanthanide 151,964(1)
[f]

ii 000 153Eu,
151European union*
64 Gadolinium Gd Lanthanide 157,25(three)
[f]

half dozen 200 158Gd,
160Gd,
156Gd,
157Gd,
155Gd,
154Gd,
152Gd*
65 Terbium Tb Lanthanide 158,92535(two) 1 200 159Tb
66 Dysprosium Dy Lanthanide 162,500(ane)
[f]

v 200 164Dy,
162Dy,
163Dy,
161Dy,
160Dy, 158Dy,
156Dy
67 Holmium Ho Lanthanide 164,93032(2) 1 300 165Ho
68 Erbium Er Lanthanide 167,259(3)
[f]

3 500 166Er,
168Er,
167Er,
170Er,
164Er,
162Er
69 Thulium Tm Lanthanide 168,93421(2) 520 169Tm
lxx Ytterbium Yb Lanthanide 173,054(v)
[f]

3 200 174Yb,
172Yb,
173Yb,
171Yb,
176Yb,
170Yb,
168Yb
71 Lutécium Lu Lanthanide 174,9668(ane)
[f]

800 175Lu,
176Lu*
72 Hafnium Hf Métal de transition 178,49(ii) 3 000 180Hf,
178Hf,
177Hf,
179Hf,
176Hf,
174Hf*
73 Tantale Ta Métal de transition 180,9479(one) 2 000 181Ta,
180m1Ta
74 Tungstène W Métal de transition 183,84(i) one 250 184Due west,
186W,
182Due west,
183West,
180West*
75 Rhénium Re Métal de transition 186,207(i) 0,seven 187Re*,
185Re
76 Osmium Bone Métal de transition 190,23(3)
[f]

1,five 192Os,
190Os,
189Os,
188Os,
187Os,
186Os*,
184Os
77 Iridium Ir Métal de transition 192,217(3) 1 193Ir,
191Ir
78 Platine Pt Métal de transition 195,084(nine) 5 195Pt,
194Pt,
196Pt,
198Pt,
192Pt,
190Pt*
79 Or Au Métal de transition 196,966569(4) iv 197Au
fourscore Mercure Hg Métal pauvre 200,59(2) 85 202Hg,
200Hg,
199Hg,
201Hg,
198Hg,
204Hg,
196Hg
81 Thallium Tl Métal pauvre 204.3833(2) 850 205Tl,
203Tl
82 Plomb Pb Métal pauvre 207,2(one)
[f]

,

[h]

14 000 208Pb,
206Pb,
207Atomic number 82,
204Pb
83 Bismuth Bi Métal pauvre 208,98040(one) 8,5 209Bi*
84 Polonium Po Métal pauvre [208,9824]
[j]

200×10−nine
209Po*
85 Astate At Métalloïde [209,9871]
[j]

Traces 210At*
86 Radon Rn Gaz noble [222,0176]
[j]

400×10−12
222Rn*
87 Francium Fr Métal alcalin [223,0197]
[j]

Traces 223Fr*,
221Fr*
88 Radium Ra Métal alcalino-terreux [226,0254]
[j]

900×x−half dozen
226Ra*
89 Actinium Ac Actinide [227,0278]
[j]

550×10−9
227Ac*
90 Thorium Th Actinide 232,03806(2)
[f]

,

[j]

9 600 232Thursday*
91 Protactinium Pa Actinide 231,03588(2)
[j]

1,iv×10−3
231Pa*
92 Uranium U Actinide 238,02891(3)
[f]

,

[g]

,

[j]

2 700 238U*,
235U*,
234U*
93 Neptunium Np Actinide [237,0482]
[j]

Traces 237Np*
94 Plutonium Pu Actinide [244,0642]
[j]

Traces 244Pu*
95 Américium Am Actinide [243,0614]
[j]

96 Curium Cm Actinide [247,0704]
[j]

97 Berkélium Bk Actinide [247,0703]
[j]

98 Californium Cf Actinide [251,0796]
[j]

99 Einsteinium Es Actinide [252,0829]
[j]

100 Fermium Fm Actinide [257,0951]
[j]

101 Mendélévium Doctor Actinide [258,0986]
[j]

102 Nobélium No Actinide [259,1009]
[j]

103 Lawrencium Lr Actinide [264]
[j]

104 Rutherfordium Rf Métal de transition [265]
[j]

105 Dubnium Db Métal de transition [268]
[j]

106 Seaborgium Sg Métal de transition [272]
[j]

107 Bohrium Bh Métal de transition [273]
[j]

108 Hassium Hs Métal de transition [276]
[j]

109 Meitnérium Mt Indéfinie [279]
[j]

110 Darmstadtium Ds Indéfinie [278]
[j]

111 Roentgenium Rg Indéfinie [283]
[j]

112 Copernicium Cn Métal de transition [285]
[j]

113 Nihonium Nh Indéfinie [287]
[j]

114 Flérovium Fl Indéfinie [289]
[j]

115 Moscovium Mc Indéfinie [291]
[j]

116 Livermorium Lv Indéfinie [293]
[j]

117 Tennesse Ts Indéfinie [294]
[j]

118 Oganesson Og Indéfinie [294]
[j]


Notes et références

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Notes

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  1. Le physicien et chimiste irlandais Robert Boyle, souvent présenté comme l’auteur du concept d’élément chimique, pratiquait en fait l’alchimie et recherchait le moyen de procéder à la transmutation des métaux entre eux. C’est davantage dans le domaine de 50’atomisme qu’il a été précurseur, avec ses travaux fondateurs sur la physique des gaz et l’énoncé de la loi de Mariotte.


  2. Exemple :


    (en)
    Tamara Đorđević et Ljiljana Karanović,
    «Three new Sr-bearing arsenates, hydrothermally synthesized in the organisation SrO–KO–Every bit2O5












    –H2O













    (One thousand
    2+ = Mg, Cu, Zn)
     »
    ,

    European Journal of Mineralogy
    ,
    vol. thirty,‎
    ,
    p. 785-800
    (DOI10.1127/ejm/2018/0030-2749)


    .


  3. Exemple : on exprime souvent la formule chimique d’un grenat sous la forme X2
    3YThree
    ii[SiOiv]3











    où XII
    représente un élément divalent et YIII
    un élément trivalent (a priori pas l’yttrium, ou pas spécialement).


  4. Ce sont :
    2H,
    half dozenLi,
    10B, et
    14Due north ; il y en a
    de facto
    united nations cinquième avec le
    180m1Ta, qui devrait théoriquement connaître une
    désintégration β
    en
    180W ainsi qu’une capture électronique en
    180Hf, mais aucune radioactivité de cette nature n’a jamais été observée, de sorte que cet élément, théoriquement instable, est considéré comme stable.


  5. Notamment les théories de champ moyen et les théories MM.

  6. a b c d eastward f g h i j k 50 m n o p q r southward t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al et am

    La limerick isotopique de cet élément dépend des sources de prélèvement, et la variation peut dépasser 50’incertitude indiquée dans la table.

  7. a b c d eastward f m et h

    La composition isotopique de cet élément dépend des sources du marché, ce qui peut entraîner united nations écart significatif par rapport à la valeur indiquée ici.

  8. a b c d e f g h i j k l m n et o

    La composition isotopique dépend des sources géologiques de sorte qu’une masse atomique plus précise ne peut être déterminée.


  9. La masse atomique du lithium commercial peut varier de 6,939 à 6,996 ; fifty’analyse de l’échantillon est nécessaire afin de déterminer la valeur exacte de la masse atomique du lithium fourni.

  10. a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u 5 w x y z aa ab air-conditioning advert ae af ag ah ai aj et ak

    Cet élément n’a pas de nucléide stable, et la valeur indiquée entre crochets correspond à la masse de l’isotope le plus stable de cet élément ou à sa limerick isotopique caractéristique.


Références

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  1. Traité élémentaire de chimie,
    p. 101.



  2. «IUPAC Periodic Table of the Elements » [« Tableau périodique des éléments, selon l’IUPAC (21 janvier 2011) »]
    (consulté le
    )

    .




  3. (en)
    «Element 114 is Named Flerovium and Chemical element 116 is Named Livermorium »
    [« Les éléments 114 et 116 sont nommés flérovium et livermorium »]
    (consulté le
    )





  4. «IUPAC Periodic Tabular array of the Elements » [« Tableau périodique des éléments, selon l’UICPA (1er

    mai 2013) »]
    (consulté le
    )

    .



  5. «IUPAC Periodic Table of the Elements » [« Tableau périodique des éléments, selon l’UICPA (8 janvier 2016) »]
    (consulté le
    )

    .

  6. a et b



    (en)
    «Elements 113, 115, 117, and 118 are at present formally named nihonium (Nh), moscovium (Mc), tennessine (Ts), and oganesson (Og) »,

    .





  7. (en)
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    85e
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    Geophysics, Astronomy, and Acoustics; Abundance of Elements in the Globe’s Crust and in the Body of water
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Voir aussi

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Bibliographie

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  • Robert Luft,
    Dictionnaire des corps purs simples de la chimie, Nantes, Association Cultures et Techniques,
    , 392p.
    (ISBN978-2-9510168-3-5)


    . En particulier, la définition de l’élément.

  • Jean-Louis Basdevant, Xavier Bataille, Philippe Fleury, Patrick Kohl et Jérôme Robert (coordination) (préf. Guy Ourisson),
    Dictionnaire de physique et de chimie, Paris, Nathan,
    coll. « Dictionnaires thématiques »,
    , 467p.
    (ISBN978-2-09-188212-iii, OCLC892593674, BNF43528667)


    .

Articles connexes

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  • Corps unproblematic
  • Diversité minéralogique des éléments chimiques
  • Élément synthétique
  • Galerie d’éléments chimiques
  • Histoire de la découverte des éléments chimiques
  • Isotope stable
  • Liste des éléments chimiques
  • Liste des éléments chimiques, triés par température de fusion
  • Molécule homonucléaire
  • Table des isotopes
  • Tableau périodique des éléments

Liens externes

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  • Ressources relatives à la santé
    Voir et modifier les données sur Wikidata

     :

    • (en)Medical Subject Headings
    • (no + nn + nb)Store medisinske leksikon


  • Ressource relative à la littérature
    Voir et modifier les données sur Wikidata

     :

    • (en)The Encyclopedia of Scientific discipline Fiction

  • Base de données de la Société chimique de France (SCF)

  • (en)
    «The Photographic Periodic Tabular array of the Elements »
    , où pour chaque élément (et chacun de ses isotopes) on a accès aux
    total technical information
    (« données techniques détaillées »)

Tableaux

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1 2 3 4 v 6 7 8 9 x 11 12 13 14 15 sixteen 17 18
1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra Air-conditioning Thursday Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Dr. No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
8 119 120 *
* 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142
Métaux
  Alcalins
  Alcalino-

terreux
  Lanthanides   Métaux de

transition
Métaux
  pauvres
  Métal-

loïdes
Non-
  métaux
Halo-
  gènes
Gaz
  nobles
Éléments
  not classés
Actinides
  Superactinides



Un Élément Chimique Est Caractérisé Par

Source: https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89l%C3%A9ment_chimique

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