Énigmes du tableau périodique avec réponses

Réponse : argon (Ar), numéro atomique 18.

1. La famille des gaz nobles indique le groupe 18.
2. Suivez cette colonne jusqu'à la période 3. L'élément à l'intersection est l'argon.
3. L'indice de la soudure confirme ce choix : l'argon peut fournir une atmosphère protectrice autour de la soudure.

À retenir : Une famille et une période peuvent identifier un élément, même si vous ne connaissez pas encore ses utilisations. Source : RSC — Argon.

Réponse : carbone (C), numéro atomique 6.

1. La période 2 et le groupe 14 se croisent au carbone.
2. Le diamant et le graphite sont tous deux constitués de carbone, mais leurs atomes sont agencés différemment. Les différentes formes structurales d'un même élément sont appelées allotropes.
3. Le graphite est utilisé dans les mines de crayon : un matériau d'écriture familier et un diamant peuvent donc contenir le même élément.

À retenir : Des apparences différentes ne signifient pas nécessairement des éléments différents. Source : RSC — Carbone.

Réponse : sodium (Na), numéro atomique 11.

1. Les métaux alcalins occupent le groupe 1 ; l'hydrogène est exclu de cette famille métallique.
2. L'élément du groupe 1 en période 3 est le sodium.
3. Le sel de table est le chlorure de sodium, NaCl. Il contient des ions sodium et des ions chlorure, et non des morceaux de sodium métallique mélangés à du chlore gazeux.

À retenir : Un élément peut être présent dans un composé dont les propriétés diffèrent beaucoup de celles de l'élément seul. Source : RSC — Sodium ; composés ioniques : OpenStax.

Réponse : calcium (Ca), numéro atomique 20.

1. Le groupe 2 est la famille des métaux alcalino-terreux.
2. Son membre de la période 4 est le calcium.
3. Le phosphate de calcium est un constituant minéral important des os et des dents. Cet indice désigne le calcium dans des composés, pas du calcium métallique dans votre corps.

À retenir : « Métal alcalin » et « métal alcalino-terreux » désignent des familles différentes : le groupe 1 et le groupe 2. Source : RSC — Calcium.

Réponse : oxygène (O), numéro atomique 8.

1. Les éléments de numéro pair de la période 2 sont le béryllium, le carbone, l'oxygène et le néon.
2. L'indice gazeux élimine le béryllium et le carbone, solides à 20°C sous la pression indiquée.
3. Le néon est un gaz noble : le dernier indice l'élimine donc. Il reste l'oxygène, dont le gaz élémentaire habituel est O₂.

À retenir : Un indice peut être utile par ce qu'il élimine. Il n'est pas nécessaire qu'un seul indice révèle immédiatement la réponse. Sources : RSC — Oxygène, Béryllium, Carbone et Néon.

Réponse : brome (Br), numéro atomique 35.

1. Le groupe 17 désigne la famille des halogènes.
2. La période 4 réduit cette famille au brome.
3. Le brome fond vers −7.2°C et bout vers 58.8°C à la pression atmosphérique. Comme 20°C se situe entre ces températures, l'indice liquide convient.

À retenir : Un indice d'état physique nécessite une température. « Liquide » décrit un élément dans des conditions précises. Source : RSC — Brome.

Réponse : silicium (Si), numéro atomique 14.

1. Le carbone se trouve dans le groupe 14, période 2.
2. Descendre d'une période dans le même groupe mène à la période 3 : le silicium.
3. Le silicium soigneusement purifié, avec des ajouts contrôlés d'autres éléments, sert à fabriquer des dispositifs semi-conducteurs. L'indice des puces confirme celui de la position.

À retenir : « En dessous » signifie un changement de période au sein d'un groupe, pas simplement le numéro atomique suivant. Sources : RSC — Silicium et Carbone.

Réponse : cuivre (Cu), numéro atomique 29.

1. L'intervalle numérique laisse deux possibilités : le cuivre, 29, et le zinc, 30.
2. Le cuivre appartient au groupe 11 ; le zinc, au groupe 12. L'indice du groupe sélectionne le cuivre.
3. L'aspect rougeâtre du cuivre et son utilisation dans les fils électriques appuient la réponse. Une utilisation seule est moins décisive, car plusieurs métaux conduisent l'électricité.

À retenir : Combinez un intervalle numérique avec une catégorie ou un groupe avant de vous fier à une utilisation familière. Sources : RSC — Cuivre et Zinc.

Réponse : hydrogène (H), numéro atomique 1.

1. Le groupe 1 place l'hydrogène dans la même colonne que le lithium, le sodium et les autres métaux alcalins.
2. L'indice non métallique distingue l'hydrogène de ces métaux.
3. Dans les conditions indiquées, la forme élémentaire habituelle de l'hydrogène est le gaz H₂, ce qui concorde avec le dernier indice.

À retenir : La position dans un groupe et le type d'élément sont liés, mais ne sont pas interchangeables. Partager un groupe ne signifie pas toujours appartenir à la même famille métallique. Sources : RSC — Hydrogène et OpenStax — Le tableau périodique.

Réponse : hélium (He), numéro atomique 2.

1. Un atome neutre avec deux électrons possède aussi deux protons, ce qui identifie le numéro atomique 2 : l'hélium.
2. Sa configuration électronique est 1s². Les deux électrons occupent une orbitale s, ce qui explique l'indice du bloc s.
3. L'hélium est placé dans le groupe 18 avec les gaz nobles. Sa position à droite du tableau n'en fait pas un élément du bloc p selon cette convention de configuration électronique.

À retenir : Vérifiez séparément le bloc et le groupe. L'hélium est une exception utile à retenir pour interpréter les indices. Source : RSC — Hélium.

Réponse : gallium (Ga), numéro atomique 31.

1. Le groupe 13 et un numéro atomique inférieur à 40 laissent le bore, l'aluminium et le gallium. L'indice métallique élimine le bore.
2. L'aluminium fond vers 660°C : il ne satisfait donc pas l'indice inférieur à 35°C. Le gallium fond vers 29.76°C, ce qui en fait la réponse.
3. À 20°C, le gallium est sous son point de fusion : son état stable est donc solide. Son faible point de fusion n'en fait pas un liquide à toute température que nous pourrions qualifier de chaude.

À retenir : Vérifiez les conditions avant de faire correspondre un état. Ici, « équilibre » désigne l'état stable à la température indiquée ; cela évite de le confondre avec un liquide restant temporairement sous son point de solidification. Sources : RSC — Gallium et Aluminium.

Réponse : cobalt (Co), numéro atomique 27.

1. Le nickel porte le numéro atomique 28. Les deux premiers indices limitent la recherche aux éléments de la période 4 allant du potassium, 19, au cobalt, 27.
2. La masse atomique relative du cobalt indiquée dans le tableau est d'environ 58.933, contre 58.693 pour le nickel. Les candidats précédents de la période 4 ont tous des valeurs inférieures à celle du nickel.
3. Le cobalt satisfait donc les deux comparaisons : un numéro atomique inférieur et une masse atomique relative légèrement supérieure.

À retenir : Le numéro atomique compte les protons. La masse atomique relative du tableau reflète les masses et les abondances des isotopes. Ces deux valeurs n'augmentent pas toujours ensemble, et aucune comparaison ne doit remplacer l'autre. Sources : RSC — Cobalt, Nickel et tableau périodique.