Un élément est une substance qui ne peut être décomposée en deux ou plusieurs substances plus simples par aucune méthode chimique par application de chaleur ou de lumière. Par exemple, lors de la fonte de la pièce d’or, elle fond toujours et reste comme élément d’or. Ces substances sont composées d’un type singulier d’atomes, c’est-à-dire qu’elles sont monoatomiques. Les éléments sont considérés comme les éléments constitutifs de la matière. Il y a 118 éléments qui existent au total jusqu’à présent, 94 éléments sur ceux-ci se produisent dans la nature tandis que les 24 restants sont préparés artificiellement.
Les éléments peuvent apparaître dans les trois états de la matière, c’est-à-dire à l’état solide, liquide ou gazeux. Les éléments sont reconnus à l’aide de symboles chimiques et de formules. Les éléments conservent leur homogénéité. Par exemple, une pièce d’or est composée uniquement d’atomes d’or. L’atome est le plus petit élément formant l’unité. Il dicte les propriétés des éléments. Les éléments possèdent également des points de fusion et d’ébullition pointus.
Exemple: L’hydrogène est un exemple d’élément qui ne peut pas être divisé en deux substances ou plus.
Types d’éléments
Les éléments se présentent sous les trois formes, c’est-à-dire les métaux, les non-métaux et les métalloïdes.
Métaux
La plupart des éléments du tableau périodique sont des métaux. Ils forment des cations, c’est-à-dire des ions positifs et contiennent des liaisons métalliques. Les métaux comprennent les métaux alcalins, les lanthanides ainsi que les métaux de transition. Les métaux sont des substances rigides possédant un corps brillant et brillant et agissant comme de bons conducteurs de chaleur et d’électricité. Par exemple, le métal est considéré comme un bon conducteur d’électricité. Ceux-ci peuvent être facilement martelés pour former des feuilles et étirés en fils. Par conséquent, les métaux sont à la fois malléables et ductiles. Les métaux sont généralement des solides cristallins. Les métaux présentent une réactivité chimique élevée.
Les métaux ont tendance à perdre facilement des électrons. Les métaux forment facilement un réseau d’ions positifs entourés d’un nuage d’électrons délocalisés. Un métal peut être un élément chimique, par exemple le fer ; ou un alliage, par exemple l’acier inoxydable ; ou même un composé moléculaire, par exemple le nitrure de soufre polymère.
Caractéristiques des métaux
- Posséder un lustre métallique
Exception : Le mercure est un liquide à température ambiante. - Malléable
- Ductile
Exception : le zinc est non malléable et non ductile. - Opaque
- Solides durs
Exception : les métaux alcalins, le lithium et le potassium sont des métaux mous qui peuvent facilement être coupés au couteau. - Bons conducteurs de chaleur et d’électricité
Exception : le césium et le gallium ont des points de fusion bas, qui fondent sur la paume elle-même. Le mercure, le plomb, le titane sont de mauvais conducteurs d’électricité. Le bismuth est le plus mauvais conducteur de chaleur. - La plupart sont mono-atomiques, c’est-à-dire qu’ils contiennent un seul type d’atomes
- Faible densité et bas point de fusion
- Sonore, produisant un son profond ou un bourdonnement lorsqu’il est frappé avec un autre objet dur.
Exemples:
Cuivre, fer, sodium, calcium, clous de fer, etc.
Applications des métaux
- Agriculture : planteurs, tracteurs
- Construction : Clous dans la construction en bois
- Transport : Trains, camions, voitures.
- Ordinateurs et appareils électroniques : TV, radio et calculatrices
- Articles ménagers : Aspirateurs, pompes et chauffe-eau.
- Appareils électroniques de puissance : Chaudières.
Non Métaux
Les non-métaux possèdent des qualités différentes de celles des métaux. Les non-métaux ont un aspect terne, coloré ou incolore. Les non-métaux sont généralement cassants et ne possèdent pas les propriétés de malléabilité et de ductilité. Ils manquent généralement généralement de toutes les caractéristiques des métaux. À température ambiante, la plupart des non-métaux sont de nature gazeuse. Certains d’entre eux peuvent être solides. L’un des non-métaux, le brome est liquide à température ambiante. La majorité des non-métaux ont un aspect terne, à l’exception de l’iode. Certains non-métaux peuvent se présenter sous différentes formes, appelées allotropes. Par exemple, le carbone.
Le diamant est l’un des allotropes du carbone. Il a un point de fusion et d’ébullition très élevé et est la substance naturelle la plus dure. Les non-métaux sont généralement moins denses que les métaux. Les non-métaux sont la catégorie d’éléments qui forment des anions, c’est-à-dire des ions négatifs en acceptant ou en gagnant des électrons. En effet, les non-métaux possèdent 4, 5, 6 ou 7 électrons dans leur enveloppe la plus externe, ce qui facilite l’acquisition d’électrons lors de réactions chimiques.
Caractéristiques des non-métaux
- Non brillant
Exception : le graphite possède un lustre. - Mauvais conducteurs de chaleur et d’électricité
Exception : le graphite est un bon conducteur de chaleur et d’électricité. - Non malléable
- Non ductile
Exception : la fibre de carbone est ductile mais pas malléable. - Contient deux types d’atomes
- Peut être solide, liquide ou gazeux.
- Non-Sonorous ne produit pas de son grave ou de sonnerie lorsqu’il est frappé avec un autre objet dur.
Exemples:
Les non-métaux peuvent être de nature solide : carbone, silicium, phosphore, etc.
Les non-métaux peuvent être de nature liquide : Brome
Les non-métaux peuvent également être de nature gazeuse : hydrogène, chlore, etc.
Applications des non-métaux
- Engrais : Hydrogène, Azote, Ammoniac, Acide Nitrique
- Équipement de sport et de musique
- Purification de l’eau : Chlore
- L’acide sulfurique est préparé à partir de soufre.
- L’hydrogène est utilisé comme carburant de fusée.
Métalloïdes
Les métalloïdes sont fondamentalement les éléments possédant des propriétés intermédiaires entre les métaux et les non-métaux. Ils agissent principalement comme des non-métaux dans leurs propriétés physiques. Cependant, il existe certaines exceptions. Par exemple, les métalloïdes sont de bons conducteurs d’électricité. Certains des métalloïdes se contractent lorsqu’ils sont fondus. Ils possèdent également un aspect métallique et terne. Le bore, le germanium, l’arsenic et l’antimoine sont des métalloïdes communément connus.
Caractéristiques des métalloïdes
- Les métalloïdes possèdent des propriétés intermédiaires entre les métaux et les non-métaux.
- Se produisent généralement à l’état solide.
- Ils sont de nature semi-conductrice.
- Contenir un type d’atome.
- Fragile
Exemples
Bore, Germanium, Antimoine, Arsenic, Bismuth, Silicium, etc.
Applications
- Création d’alliages.
- Lampes fluorescentes et détecteurs infrarouges : Germanium
- Puces informatiques car c’est un semi-conducteur : Silicium
- Peintures et émaux céramiques : Antimoine
- Insecticide et dans la préservation du bois : Arsenic
- Agents biologiques
Comparaison dans les métaux, les non-métaux et les métalloïdes
| Base de comparaison | Métaux | Non-métaux | Métalloïdes |
| Propriétés métalliques | Posséder le plus haut degré de comportement métallique. | Posséder un comportement métallique. | Posséder partiellement les propriétés métalliques. |
| Emplacement sur le tableau périodique | La gauche | Droit | Entre métaux et non-métaux. |
| Blocs | Situé dans les blocs s, p, d, f. | Situé dans les blocs s et p. | Situé dans le bloc p. |
| Apparence | Lustré | Posséder une apparence terne. | Posséder à la fois un aspect terne ou métallique. |
| Électro-négativité | Faible électronégativité. | Haute électronégativité. | Ni trop haut ni trop bas. |
| Conductivité | Haute conductivité thermique et électrique. | Faible conductivité thermique et électrique. | Bonne conductivité thermique et électrique mais moins que les métaux. |
| Ductilité | Ductile | Non ductile | Non ductile |
| Malléabilité | Malléable | Non malléable | Non malléable |
Exemples de questions
Question 1 : Que se passe-t-il en cassant un morceau de fer ?
Réponse:
Étant donné que les éléments ne sont affectés par aucun processus physique ou chimique, par conséquent, en cassant le morceau de fer, il reste toujours un morceau de fer.
Question 2 : Expliquez la différence entre les éléments et les composés ?
Réponse:
| Éléments | Composés |
| Constitué d’un seul type d’atome. | Constitué de plusieurs types d’atomes. |
| Ne peut être divisé en deux substances plus simples ou plus par aucun moyen physique ou chimique. | Peut être divisé en éléments par des moyens chimiques. |
| Il n’y a que 118 types d’éléments connus de l’humanité. | Il existe un nombre illimité de composés |
Question 3 : Illustrez un exemple d’un métal et d’un non-métal qui sont liquides à température ambiante.
Réponse:
Le mercure est le métal et le brome le non-métal liquide à température ambiante respectivement.
Question 4: Pourquoi le cuivre est un métal et le soufre est un non-métal.
Réponse:
(i) Le cuivre est malléable et ductile alors que le soufre n’est ni malléable ni ductile.
(ii) Le cuivre est un bon conducteur de chaleur et d’électricité alors que le soufre est un mauvais conducteur de chaleur.
Question 5 : Pourquoi le polonium est-il un non-métal moins connu ?
Réponse:
Le polonium est un non-métal hautement réactif. Il possède des propriétés radioactives et est de nature hautement toxique.
Question 6 : Pourquoi :
(a) Cloches d’école en métal.
(b) Fils électriques en cuivre.
Réponse:
(a) Depuis, les métaux sont sonores, c’est-à-dire qu’ils produisent un son de sonnerie aigu lorsqu’ils sont frappés avec n’importe quel matériau dur.
(b) Le cuivre conduit la chaleur et l’électricité de manière très efficace, c’est-à-dire qu’il possède un point de fusion très élevé.
Question 7 : Pourquoi le platine, l’or et l’argent sont-ils des éléments privilégiés pour fabriquer des bijoux ?
Réponse:
Platine, or et argent et situé à l’extrémité inférieure de la série de réactivité, possédant de ce fait très moins de réactivité. Ils ne réagissent pas chimiquement avec l’air et l’eau. Pour cette raison, ils sont qualifiés de métaux nobles. En outre, ils possèdent un éclat brillant, donc adaptés à la fabrication d’ornements.
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