Qu’est-ce qu’un élément diatomique ?

Quels sont les 8 éléments diatomiques ?

7 éléments diatomiques

Que sont les éléments diatomiques

Les éléments diatomiques ont joué un rôle important dans l’élucidation des concepts d’élément, d’atome et de molécule au 19ème siècle, car certains des éléments les plus courants, comme l’hydrogène, l’oxygène et l’azote, se présentent sous forme de molécules diatomiques. L’hypothèse atomique initiale de John Dalton supposait que tous les éléments étaient monatomiques et que les atomes des composés avaient normalement les rapports atomiques les plus simples les uns par rapport aux autres. Par exemple, Dalton a supposé que la formule de l’eau était HO, donnant le poids atomique de l’oxygène comme étant huit fois celui de l’hydrogène, au lieu de la valeur moderne d’environ 16. En conséquence, la confusion a existé concernant les poids atomiques et les formules moléculaires pendant environ un demi-siècle.

Dès 1805, Gay-Lussac et von Humboldt ont montré que l’eau est formée de deux volumes d’hydrogène et d’un volume d’oxygène, et en 1811, Amedeo Avogadro était arrivé à l’interprétation correcte de la composition de l’eau, basée sur ce qui est maintenant appelé la loi d’Avogadro et l’hypothèse de molécules élémentaires diatomiques. Cependant, ces résultats ont été pour la plupart ignorés jusqu’en 1860, en partie à cause de la croyance que les atomes d’un élément n’auraient aucune affinité chimique avec les atomes du même élément, et aussi en partie à cause d’exceptions apparentes à la loi d’Avogadro qui n’ont été expliquées que plus tard en termes de molécules dissociées.

Au congrès de Karlsruhe de 1860 sur les poids atomiques, Cannizzaro a ressuscité les idées d’Avogadro et les a utilisées pour produire un tableau cohérent des poids atomiques, qui correspondent pour la plupart aux valeurs modernes. Ces poids ont été un préalable important à la découverte de la loi périodique par Dmitri Mendeleev et Lothar Meyer.

Liste des éléments diatomiques

Un élément diatomique est une molécule d’un élément constituée de deux atomes. C’est une forme de molécule diatomique homonucléaire. Il n’y a que 7 éléments diatomiques au total et seulement 5 éléments diatomiques à température et pression standard (STP).

Les 5 gaz d’éléments suivants se trouvent sous forme de molécules diatomiques à température et pression normales :

• Hydrogène – H2
• Azote – N2
• Oxygène – O2
• Fluor – F2
• Chlore – Cl2

Le brome et l’iode existent couramment sous forme liquide, mais aussi sous forme de gaz diatomiques à des températures légèrement supérieures, ce qui fait un total de 7 éléments diatomiques.

• Brome – Br2
• Iode – I2

Comment se souvenir des éléments diatomiques

Un moyen mnémotechnique facile est :

Ne craignez pas la bière glacée

Hydrogène
Azote
Fluor
Oxygène
Iode
Chlore
Brome

Les éléments diatomiques sont les halogènes en -ine (fluor, chlore, brome, iode) et les éléments avec une terminaison en -gen (hydrogène, oxygène, azote). L’astate est un autre halogène, mais son comportement n’est pas connu.

Que sont les éléments diatomiques

Les molécules diatomiques sont normalement dans leur état le plus bas ou état fondamental, que l’on appelle aussi par convention l’état {\displaystyle X}. Lorsqu’un gaz de molécules diatomiques est bombardé par des électrons énergétiques, certaines des molécules peuvent être excitées vers des états électroniques plus élevés, comme cela se produit, par exemple, dans les aurores naturelles, les explosions nucléaires à haute altitude et les expériences de canon à électrons à bord de fusées. Une telle excitation peut également se produire lorsque le gaz absorbe de la lumière ou d’autres rayonnements électromagnétiques. Les états excités sont instables et reviennent naturellement à l’état fondamental. Sur diverses courtes échelles de temps après l’excitation (généralement une fraction de seconde, ou parfois plus d’une seconde si l’état excité est métastable), des transitions se produisent entre les états électroniques supérieurs et inférieurs et finalement vers l’état fondamental, et à chaque résultat de transition, un photon est émis. Cette émission est connue sous le nom de fluorescence. Les états électroniques successivement plus élevés sont nommés par convention {\displaystyle A}, {\displaystyle B}, {\displaystyle C}, etc. (mais cette convention n’est pas toujours respectée, et il arrive que des lettres minuscules et des lettres non séquentielles soient utilisées, comme dans l’exemple ci-dessous). L’énergie d’excitation doit être supérieure ou égale à l’énergie de l’état électronique pour que l’excitation se produise.

En théorie quantique, un état électronique d’une molécule diatomique est représenté par le symbole du terme moléculaire

{\displaystyle ^{2S+1}\Lambda (v)}

où {\displaystyle S} est le nombre quantique total de spin électronique, {\displaystyle \Lambda } est le nombre quantique total du moment angulaire électronique le long de l’axe internucléaire, et {\displaystyle v} est le nombre quantique vibrationnel. {\displaystyle \Lambda } prend les valeurs 0, 1, 2, …, qui sont représentées par les symboles d’état électronique {\displaystyle \Sigma }, {\displaystyle \Pi }, {\displaystyle \Delta },…. Par exemple, le tableau suivant énumère les états électroniques courants (sans les nombres quantiques vibratoires) ainsi que l’énergie du niveau vibratoire le plus bas ({\displaystyle v=0}) de l’azote diatomique (N2), le gaz le plus abondant dans l’atmosphère terrestre. Dans le tableau, les indices et les exposants après {\displaystyle \Lambda } donnent des détails supplémentaires de mécanique quantique sur l’état électronique.

Tous les éléments diatomiques

Quelque chose dans la façon dont vous demandez me fait penser que vous faites référence aux « molécules homonucléaires diatomiques », alias -non officiellement- les éléments diatomiques.

Eh bien, certains éléments sont plus stables combinés avec des atomes du même type que seuls. Ils « préfèrent » donc être attachés à un autre atome du même élément.

Les atomes isolés sont assez réactifs à cause de leurs coquilles de valence incomplètes et par leur proximité avec leurs gaz rares correspondants. On peut dire que ces atomes veulent vraiment compléter ses coquilles et cela se traduit par leur électronégativité élevée.

Pourquoi ? C’est juste la façon dont la nature fonctionne. Mais comme nous, scientifiques, détestons les réponses empiriques, je vais vous donner des données supplémentaires, même si elles ne sont pas un Pourquoi ultime.

*Premièrement, rappelons quels sont, parmi tous les éléments, ceux que vous appelez, diatomiques:

Le fait que ces éléments soient diatomiques est UNIQUEMENT lorsqu’ils sont seuls, PAS lorsqu’ils sont chimiquement liés à un autre atome. Lorsque l’hydrogène est lié à quelque chose d’autre que lui-même, les nombres d’hydrogènes dépendent de la charge de l’autre atome.

Prenons l’exemple du dioxygène :

Explication par la « raison d’Octect » commune du modèle classique de Lewis.

L’atome d’oxygène a 6 électrons de valence(octuor incomplet), il a donc tendance à réagir avec d’autres atomes pour remplir ses coquilles les plus externes. Il est donc instable.

La molécule d’oxygène est devenue stable car les deux atomes de la molécule d’oxygène atteignent l’octuor complet par le partage des électrons.

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