Groupe 3 du tableau périodique

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Caractéristiques du groupe 3 du tableau périodique

  • Dans le système CAS nord-amĂ©ricain, le groupe 3 du tableau pĂ©riodique est appelĂ© « groupe IIIB ».
  • Dans l’ancien système IUPAC utilisĂ© en Europe, son appellation est « groupe IIIA ».
  • Ce groupe contient les Ă©lĂ©ments chimiques de la 3e colonne du tableau pĂ©riodique des Ă©lĂ©ments.
  • Tous les Ă©lĂ©ments du groupe 3 font partie du bloc d du tableau pĂ©riodique

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Le groupe 3 du tableau périodique : les numérotations CAS et IUPAC, les périodes et les éléments chimiques.

Position de chaque élément dans le tableau périodique

Dans le tableau suivant, Z reprĂ©sente le numĂ©ro atomique de l’Ă©lĂ©ment. 

PĂ©riodeÉlĂ©ment chimiqueSymbole chimiqueFamille d’Ă©lĂ©mentsZConfiguration Ă©lectronique
4ScandiumScMétal de transition21[Ar] 4s2 3d1
5YttriumYMétal de transition39[Kr] 5s2 4d1
6LutéciumLuLanthanide71[Xe] 6s2 4f14 5d1
7LawrenciumLrActinide103[Rn] 7s2 5f14 7p1 ( * )

Concernant la configuration électronique, le lawrencium 103Lr ne respecte pas la règle de Klechkowski.

MĂŞme si le principe de la conception du tableau est restĂ© le mĂŞme, il a connu divers rĂ©ajustements. Ainsi, en 2011, Pekka Pyykkö a proposĂ© un tableau pĂ©riodique Ă©tendu. En 2015, l’IUPAC a créé un groupe de travail spĂ©cifique afin de rĂ©gler la question. Sa mise Ă  jour du 28 novembre 2016 a donnĂ© la forme standard que nous connaissons aujourd’hui.

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Ainsi, le tableau périodique se présente de la façon suivante :

 12 3456789101112131415161718
1H  He
2LiBe BCNOFNe
3NaMg AlSiPSClAr
4KCa ScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
5RbSr YZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
6CsBaLaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuHfTaWReOsIrPtAuHfTlPbBiPoAtRn
7FrRaAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLrRfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg
8119120 

Tous les éléments du groupe 3 font partie du bloc d du tableau périodique.

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Définition historique

Les deux mĂ©taux de transition de ce groupe restent toujours le scandium et l’yttrium. En revanche, les chimistes ne sont pas d’accord sur la nature du lanthanide et de l’actinide. Par consĂ©quent, la reprĂ©sentation traditionnelle classe l’actinium et le lanthane dans le groupe 3. Ainsi, l’Ă©lĂ©ment se place sur la 8e pĂ©riode. Suite Ă  la recommandation de l’IUPAC en 1988, le lawrencium et le lutĂ©cium sont Ă©galement placĂ©s dans le 3e groupe.

Ainsi, la position de chaque élément dans le tableau périodique se présente comme suit :

PĂ©riodeÉlĂ©ment chimiqueZFamille d’Ă©lĂ©mentsConfiguration Ă©lectronique
4Sc Scandium21Métal de transition[Ar] 4s2 3d1
5Y Yttrium39Métal de transition[Kr] 5s2 4d1
6La Lanthane57Lanthanide[Xe] 6s2 4f14 5d1
7Ac Actinium89Actinide[Rn] 7s2 6d1
8Ubu Unbiunium121Élément hypothétique[Og] 8s2 8p1

Le lanthane 57La, l’actinium 89Ac, ainsi que l’Ă©lĂ©ment 121 ne suivent pas la règle de Klechkowski.

Cette règle permet de prĂ©dire l’ordre de remplissage des Ă©lectrons dans les sous-couches des atomes Ă©lectriquement neutres, Ă  l’Ă©tat fondamental. Dans ce cas, le tableau pĂ©riodique a la forme :

 123 456789101112131415161718
1H  He
2LiBe  BCNOFNe
3NaMg  AlSiPSClAr
4KCaSc TiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
5RbSrY ZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
6CsBaLaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuHfTaWReOsIrPtAuHfTlPbBiPoAtRn
7FrRaAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLrRfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg
8119120121 

Cette reprĂ©sentation traditionnelle affecte aussi la composition de bloc d du tableau pĂ©riodique. Effectivement, le lanthanide et l’actinide qui s’y trouvent ne sont plus le lutĂ©cium et le lawrencium, mais le lanthane et l’actinium. Ce tableau devient aussi diffĂ©rent que le tableau pĂ©riodique Ă©tendu proposĂ© par Pekka Pyykkö en 2011. D’après ce tableau, c’est l’Ă©lĂ©ment 141 qui est placĂ© sous l’actinium, au lieu de l’Ă©lĂ©ment 121.

Position de l’IUPAC

En 2015, l’IUPAC a formĂ© un groupe de travail spĂ©cifique. L’objectif du groupe consistait Ă  placer le lawrencium et le lutĂ©cium dans le groupe 3. En janvier 2021, ce groupe de travail a formulĂ© trois principes gĂ©nĂ©raux :

  • Le rang de tous les Ă©lĂ©ments doit suivre l’ordre croissant de leur numĂ©ro atomique.
  • Le bloc d ne doit pas ĂŞtre rĂ©parti en « deux parties très inĂ©gales ».
  • Chaque bloc doit avoir 2, 6, 10 et 14 Ă©lĂ©ments de largeur selon les principes de la mĂ©canique quantique Ă  la base du tableau pĂ©riodique.

La dĂ©limitation des blocs et l’allocation des configurations Ă©lectroniques sont considĂ©rĂ©es comme approchĂ©es, le thorium Ă©tant particulièrement Ă  relever. Afin de satisfaire ces trois principes, le lutĂ©cium et le lawrencium doivent ĂŞtre placĂ©s dans le groupe 3. En effet, la disposition historique classant le lanthane et l’actinium dans le groupe 3 enfreint le second principe. La disposition plaçant les 15 lanthanides et actinides ensemble, sous le mĂŞme tableau, ne convient pas au troisième principe de largeur de bloc. Par consĂ©quent, le lutĂ©cium et le lawrencium sont placĂ©s dans le groupe 3 du tableau pĂ©riodique des Ă©lĂ©ments.

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