Un tableau de Mendeleiev en 3 dimensions


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Dernière mise à jour : Le 22 Novembre 2019



Généralités

C'est une vieille idée que je trainais depuis des années : faire un tableau de la classification des éléments de Mendeleïev (qui m'a toujours fasciné) en 3 dimensions où dans chaque case, on retrouve au moins quelques atomes de l'élément concerné.

Le fait que ce soit au programme de seconde de Jérémy en 2002-2003 à déclenché un peu l'opération...

Petit rappel : Le tableau de Mendeleïev est une classification chimique des éléments du à un génial chimiste russe du début 19ème. Il a eu l'idée d'organiser tous les éléments connus à l'époque en un tableau (en lignes et en colonnes donc) où ils seraient rangés en fonction de leur numéro atomique, c'est à dire le nombre de protons de leur noyau.

Le 1er est l'hydrogène, le 2ème l'hélium, le 3ème le lithium, le 29ème le cuivre, etc... En structurant génialement son tableau, donc en disposant des case vides pour des éléments inconnus à l'époque mais qu'il pressentait, il a ainsi pu "prévoir" des éléments qui ne furent découverts que des années après sa mort. Notez au passage cette perle de prof de chimie qui fait hurler de rire tous les potaches : "le génie de Mendeleïev ce sont ses cases vides".

Le tableau (dans sa version simplifiée, moins les deux dernières lignes qui sont des éléments très très rares et impossible à trouver) ressemble à ça sur le papier :

tableau de mendeleiev

Les éléments vont de l'hydrogène (1) au radon (86), et il y en a 71 mais ils ne sont pas croissants régulièrement : ça va de 1 (Hydrogène) à 57 (Lanthane), puis de 72 (Hafnium) à 86 (Radon). Si vous voulez en savoir un peu plus sur l'historique de la classification des éléments, cliquez ici.

Reste donc à faire un tableau en 3D, et ensuite renseigner et "garnir" les cases avec un peu de l'élément.



Comment faire

Le tableau lui-même

Il a fallut choisir le matériau, et bien sur la taille des cases. Pour le matériau on n'a pas hésité longtemps : le bois c'est beau, facile à travailler et mon père est un expert là-dedans. On lui a confié la tache de nous faire un tableau de 6 lignes, 18 colonnes, de cases de 7x7 cm de coté, mais dont certaines ne sont pas utilisées. Il a bossé comme un chef (comme d'habitude) et ça a donné ceci :

Tableau de mendeleiev

Notez la qualité de la chose (mon père est un véritable artiste) : outre tout ce qui était demandé, il a ajouté des crochets de fixation et la possibilité de mettre une vitre de protection sur le devant grâce à une rainure des flancs et du bas.

La taille de 7x7 cm pour les cases nous a semblé un bon compromis, il y a assez de place pour inscrire le nom de l'élément et quelques infos complémentaires et puis de quoi fixer un petit récipient pour l'élément. Au total le tableau fait 135x46 cm.

La liste des éléments

Pour inscrire le nom de l'élément dans sa case, j'ai utilisé des étiquettes autocollantes pour imprimante. Le format retenu est 63,5 mm x 33,9 mm, il y en a 3 de front sur une page et sur 8 lignes, soit 24 étiquettes par pages. Il faut donc 4 pages pour éditer l'ensemble des étiquettes.
Quand à ce qu'il fallait mettre sur l'étiquette, j'ai opté pour : le nom bien sur, le symbole, le numéro atomique et une brève description de l'origine du nom.

Vous pouvez télécharger le fichier qui contient ces informations au format (source des infos : Internet, sur divers sites) :

Le montage

Dans un premier temps, 2 couches de peinture blanche glycérophtalique satiné, ensuite mise en place provisoire du cadre interne pour pouvoir "marquer" l'emplacement des étiquettes (au crayon de papier) : petit trait dans les coins supérieurs gauche et droite.

Astuce : ne faites comme sur la photo, c'est à dire ne marquez pas au crayon les cases qui touchent les bords du cadre car c'est très dur à enlever par la suite.

Tableau de mendeleiev
Retirez le cadre interne et collez les étiquettes, ensuite enlevez les traits de crayon de marquage (le mieux, c'est d'utiliser une gomme de bonne qualité, dite "plastique").Tableau de mendeleiev
Le tableau est maintenant prêt à recevoir les éléments.Tableau de mendeleiev
Pour combler un peu le centre du centre du tableau et donner un petit coté pédagogique, j'ai rajouté un petit texte explicatif sur l'historique de la classification des éléments.Tableau de mendeleiev

Et enfin : la chasse aux éléments

C'est là que ça se corse, pour certains comme le fer le cuivre ou le soufre c'est assez facile on en trouve partout mais pour d'autres c'est plus délicat. En fait c'est aussi là que c'est intéressant, car il faut faire un peu de recherche, mettre à contribution les profs de chimie et farfouiller... Le challenge est quand même que, (autant que possible) :

Bref, ce n'est pas toujours facile, et il a fallu parfois faire quelques impasses... On pourrait ainsi classer les objets en 2 catégories : les "sûr qu'il y en a" (le fer, le souffre, l'oxygène, etc), et les "probablement qu'il y en a" qui ne sont pas complètement sûrs comme le rhodium, le palladium, le hafnium...

Pour les accrocher dans le tableau on utilise de la colle en bâton qui se pose à chaud au pistolet, c'est facile et puis ça tolère d'être décollé en cas d'erreur.

Pour les contenir, c'est selon l'élément lui même bien sur, mais Nanou m'a récupéré une série de tubes à essais publicitaires, découpés à la bonne taille (ils étaient trop hauts) ils conviennent bien pour certains éléments.

Vue d'ensemble

Tableau de Mendeleiev

Vous pouvez cliquer sur cette photo pour obtenir des détails sur les objets choisis, et bien entendu, si vous souhaitez des précisions ou apporter votre contribution ou une correction, n'hésitez pas à me contacter.



Quelques liens intéressants sur ce thème

www.periodictableonline.org (site belge en français ou néerlandais) : Un tableau périodique interactif, vous cliquez sur un élément et vous avez tout son pedigree : nom, masse atomique, date de découverte découvreur, origine, usage etc..., les informations concernant l'utilisation de l'élément en question sont très très fournies, il y a PLEINS de tuyaux pour trouver l'élément désiré.

Le TP en ligne de Laurent Crochez, professeur de physique-chimie, consacré à la classification de Mendeleïev, et qui a bien voulu s'inspirer de cette expérience.

Le tableau interactif en flash de Pascal Asmussen de l'académie de Besançon.

Conseillé par Christophe, le site de Théodore Gray (en anglais), un autre fana des tableaux, qui lui en vends.

Merci...

A tous ceux qui ont participé à la construction et surtout à la chasse aux éléments et que je n'ai pas encore cités : Claude Calvarin de l'UBO, Sophie Prou, Jean Sala Pala et Sylvie Houille du département de chimie de l'UBO, Maurice L'Her de l'UMR CNRS 6521, Frédéric Salach et Gianni Porcellini.

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