Le tableau périodique - Partie 4 - Les familles chimiques

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De la famille des transuraniens, les 15 derniers éléments du tableau périodique.

Ce gaz est le tout dernier élément du tableau périodique !
Radioactif !
Découvert en 2002 par Iouri Oganessian (Russe).
Demi-vie = quelques millièmes de seconde seulement !
Totalement instable, ce qui rend son étude très difficile.
Jerabek et al. (2019) montre que cet élément aurait des caractéristiques hors du commun, comme un nuage électronique diffus au lieu d'une organisation en couches, ou encore la capacité de s'agglomérer un solide. Mais ces études restent préliminaires et beaucoup de choses sont encore découvrir et approfondir sur le sujet !

Le plus réactif des éléments chimiques !
13e élément le plus abondant dans la croûte.
Utilisé dans les dentifrices pour son action luttant contre les carries.
La fluorescence est l'émission de photons (donc de lumière) induite par l'excitation des électrons (généralement, l'absorption d'un photon) d'une molécule. Ce nom vient de la fluorite, un minéral de calcium et fluor (CaF₂) qui émet fréquemment une fluorescence.
Le gaz difluor F₂, de couleur jaune pâle, est très toxique et corrosif .

Utilisé comme agent de blanchissant.
Utilisé comme antiseptique (notamment pour l'eau potable).
Composant de l'eau de javel
Composant du sel de table, le chlorure de sodium NaCl.
Le gaz diclhore Cl₂, de couleur jaune-vert, très toxique , est 2,5 fois plus dense que l'air.  

Son nom vient de son odeur piquante (bromos = puanteur en grec).
Il est un des deux seuls éléments chimiques à être à l'état liquide à température et pression normales !
Comme il est facilement lessivé dans les roches, il est très abondant dans l'océan. De fait, l'eau de mer est une source de Br.
Le brome pur est un neurotixique , mais l'ion bromure, le plus souvent retrouvé, l'est beaucoup moins.
Utilisé comme désinfectant et purificateur, comme retardateur de flamme dans les industries de plastique et de PCB, comme révélateur photographique dans les émulsions photographiques : le brome assure qu'il y a suffisamment de lumière.

Relativement rare dans l'écorse terrestre.
Souvent retrouvé sous forme de diiode I₂, sous forme d'un solide gris métallique donnant des vapeurs violettes .
L'iode radioactif permet de protéger la thyroïde en cas de désastre nucléaire.
Une carence en iode provoque la formation de nodules thyroïdiens et du crétinisme (c'est pour cela qu'il y a beaucoup de sels iodés).

De la famille des transuraniens, les 15 derniers éléments du tableau périodique.

Radioactif !
Découvert officiellement en avril 2010.
Synthétique.
Demi-vie = quelques dizaines à centaines de millisecondes.
Ses caractéristiques sont probablement assez différentes de celles des halogènes précédemment décrits.
 

Utilisé pour traiter la dépression, pour la fabrication de batteries.
Les deux isotopes stables ⁶Li et ⁷Li ont une énergie de liaison par nucléon assez faible, ce qui fait de ces isotopes les moins stables de tous les éléments légers : ils sont utilisés pour la fission nucléaire et la fusion nucléaire.
Solide le plus léger qu'il y ait sur Terre
.
Essentiellement présent dans des pegmatites, des argiles et des saumures.
Très réactif.

Un des composant du sel de table (NaCl).
Utilisé pour faire des lampes à vapeur de sodium.
22 isotopes connus, un seul stable : ²³Na.
Très réactif. Au contact de l'eau : libère brutalement une grande quantité d'H, ce qui produit une explosion.

Souvent lié à d'autres éléments dans l'eau de mer et les minéraux, notamment les argiles.
Propriétés chimiques similaires à celles du Na.
En contact avec l'eau, il produit une libération rapide et violente de dihydrogène, ce qui produit une explosion.
Utilisé pour fabriquer des détergeants, des injections létales (produit un arrêt cardiaque), de la poudre à canon, du fertilisant, des engrais...

Utilisé comme biomarqueur en médecine (permet de contrôler le taux de sang dans un organe), pour faire du verre blindé, et dans les feux d'artifice, il produit une belle couleur violette.
Utilisé aussi dans certaines cellules solaires photovoltaïques.
Il réagit violemment avec l'eau et s'enflamme au contact de l'air.
Température de fusion : 39,5°C !!
Le Rb se trouve notamment dans l'eau minérale, l'eau de mer, et les résidus de combustion des champignons, des betteraves et du tabac.

Radioactif !
Demi-vie du ¹³⁷Cs = 100 jours.

Dès lors qu'il entre en contact avec l'eau, il produit une explosion.
Utilisé en médecine pour soigner le cancer du col de l'utérus et de la vessie.
Utilisé comme indicateur de radiation sur des sites ayant subi des accidents nucléaires.
Utilisé dans des horloges atomiques.

Radioactif !
Isolé en 1939 par Marguerite Perey.
Abondance d'environ 30g dans toute la croûte terrestre.
Synthétique.
Demi-vie = 22 minutes.
Utilisé pour étudier les interactions faibles.
 

Le carbone, un métalloïde, est le 4^e élément le plus abondant dans l'Univers.
Le carbone est essentiel au Vivant. Si l'eau H₂O est le composé majoritaire des cellules, le carbone est à l'élément indispensable aux lipides autres molécules nécessaire au Vivant (acide nucléiques, protéines, sucres...).

Cet élément particulier existe sous plusieurs formes :
   - celle de corps simple, donc d'un corps composé d'un seul élément chimique : le carbone (exemple : le diamant) ;
   - celle de composé inorganique (exemple : le CO₂) ;
   - celle de composé organique (exemple : le méthane, CH₄) ;
   - celle de polymère (exemple : les fibres naturelles, comme les protéines, la céllosole, etc. ; les matières plastiques, etc.).
Pour en savoir plus sur le carbone, vous pouvez vous rendre à la page dédiée au cycle du Carbone.

Il existe trois isotopes du carbone, le ¹²C et le ¹³C qui sont stables et le ¹⁴C qui est radioactif. Son temps de demi-vie est de 5 730 ans, ce qui permet de dater les corps composés de carbone jusqu'à 45 000 ans dans le passé. Cet isotope est très utilisé en ce sens.

 Le silicium, un métalloïde, est l'élément le plus abondant dans la croûte terrestre après l'oxygène. Toutefois, il n'est pas majoritaire dans le Vivant.
Cet élément est en revanche abondant dans les minéraux silicatés qui composent la majorité des sédiments de la surface terrestre. Par exemple, le Si est présent dans les argiles (kaolinite...), les minéraux tels que les quartz, les feldspath, etc.
Sous forme amorphe (donc sans structure cristalline), le SiO₂ est issu de l'activité biologique des radiolaires et des diatomées.

Il existe trois isotopes stables naturels : ²⁸Si (le plus abondant), ²⁹Si, ³⁰Si.
Il en existe également qui sont instables et artificiels : ²⁵Si, ²⁶Si, ²⁷Si, ³¹Si, ³⁴Si.

 Le germanium, un métalloïde, est semi-conducteur. Il est récupéré dans les fonderies de zinc, dont il est un sous-produit de fusion.
C'est un élément rare dont la teneur dans la croûte terrestre est très faible.
En revanche, il est présent dans l'ail, les grosses racines de ginseng de Corée, les champignons Ganoderma etl'algue Chlorella. Toutefois, cet élément est très toxque et provoque des insuffisances rénale

Cet élément est utilisé notamment pour des fibles optiques, l'optique dans l'infrarouge, les catalyseurs, l'électroniques et certains types de cellules photovoltaïques (source : Wikipedia).

Il existe cinq isotopes radioactifs naturels : ⁷⁰Ge, ⁷²Ge, ⁷³Ge, ⁷⁴Ge (le plus abondant), ⁷⁶Ge (le moins abondant).
Le ⁷⁶Ge est légèrement radioactif.

Le stannum, un métal pauvre, est le nom latin de l'étain.
Ce métal est relativement ductile à température ambiante, cela signife qu'il se déforme facilement à la main.
Il résiste à la corrosion par l'eau de mer ou par l'eau douce, mais pas à celle par l'acide.

Il existe dix isotopes stables de l'étain, dont les trois majoritaires sont le ¹¹⁶Sn, ¹¹⁸Sn, et ¹²⁰Sn (le plus abondant). Il est le second élément chimique doté du plus grand nombre d'isotopes stables, après le xénon.

De nombreux alliages existent avec l'étain, comme le bronze, le métal blanc, le métal anglais, le plomb typographique.
Bien que non toxique, l'étain étant souvent associé avec le plomb (qui est toxique), l'étain est souvent contaminé.

 Le plomb est un métal malléable gris-bleu qui blanchit en s'oxydant.
Il est le plus lourd des éléments stables. Il est plutôt abondant dans la croûte terrestre et a commencé à être utilisé par les homonidés dès 40 000 ans dans le passé.
Au Moyen Âge, les alchimistes pensaient que ce métal particulier pouvait être transformé en or à l'aide de la pierre philosophale.

Cet élément est toxique, mutagène et reprotoxique. Classé comme probablement cancérigène, c'est un contaminant de l'environnement toxique et écotoxique dès de très faibles doses. La contamination au plomb entraîne un maladie appelée le Saturnisme.

N.B. : l'expédition Franklin, en 1845, a souffert de saturnisme à cause de conserves soudées avec un alliage de plomb et étain mal réalisé.

C'est un élément superlourd, Radioactif !
Sa période radioactive est de 2,6 secondes.
Synthétique, il a été synthétisé pour la première fois en 1998.
Il aurait un comportement similaire à celui des gaz rares volatils.