Qboctobre1997

QbSyst2e.22html

Système du Québécium

Suivant QbSyst2e.23.html

Précédent QbSyst2e.21html

Chapitre 14
Application à la classification des éléments

Les exceptions

Fig. 284.

Les éléments normaux par interpolation.

L'existence de la colonne vertébrale offre un moyen particulièrement simple de définir ce qu'on entend par la formule normale d'un élément. Ce moyen est basé sur une interpolation décrite ci-dessous.

La formule normale s'obtient par une interpolation entre les formules de deux éléments consécutifs de la colonne vertébrale. Elle est plus facile à pratiquer en genèse diminutive ou vêlage. Voici un exemple.

Am 95 et Ra 88 sont deux éléments consécutifs en numéros d'ordre de la colonne vertébrale, de formules, respectivement :

Ra et 5f3-, 5f2-, 5f1-, 5f0-, 5f-1-, 5f-2-, 5f-3-

et Ra.

Et en désignant les électrons par leurs numéros :

1 à 88 et 95, 94, 93, 92, 91, 90, 89

et 1 à 88.

Par interpolation, on obtiendra successivement les formules normales des 6 éléments intermédiaires Pu, Np, U, Pa, Th, Ac respectivement :

Ra et 5f2-, 5f1-, 5f0-, 5f-1-, 5f-2-, 5f-3-.

Ra et 5f1-, 5f0-, 5f-1-, 5f-2-, 5f-3-,

Ra et 5f0-, 5f-1-, 5f-2-, 5f-3-,

Ra et 5f-1-, 5f-2-, 5f-3-,

Ra et 5f-2-, 5f-3-,

Ra et 5f-3-.

Ce qu'on peut écrire encore, en désignant les électrons par leurs numéros :

1 à 88 et 94, 93, 92, 91, 90, 89,

1 à 88 et 93, 92, 91, 90, 89,

1 à 88 et 92, 91, 90, 89,

1 à 88 et 91, 90, 89,

1 à 88 et 90, 89,

1 à 88 et 89.

On sait que seule la première ligne est réalisée parmi les dernières listes, pour Pu. Pu réalise la formule normale. Les cinq autres éléments sont des exceptions, ont une formule exceptionnelle.

Ce que nous appelons interpolation ci-dessus n'est qu'une étape de la genèse diminutive ou vêlage que nous avons décrite comme partant du numéro d'ordre 118 et allant jusqu'au numéro d'ordre 1. Son intérêt est de donner la vedette, dans ce vêlage, aux étapes toutes normales des éléments de la colonne vertébrale. Le vêlage peut ainsi se décomposer en 38 telles étapes d'interpolation (39 si l'on part de l'élément 120). Neuf de ces étapes comportent des exceptions.

Les éléments exceptionnels.

Aussi bien que les éléments normaux, les éléments exceptionnels ont une formule électronique entièrement comprise dans celle du québécium. Chez un élément normal de numéro atomique Z, la formule va de l'électron 1 sans interruption jusqu'à l'électron Z, tandis que, chez un élément exceptionnel, la formule comporte des interruptions ou lacunes et l'électron de numéro le plus élevé a un numéro plus grand que Z. Il faut donc reconnaître, pour ces éléments, comme suit. Tableau 63.

Tableau 63. Glossaire des éléments exceptionnels.

Z = numéro atomique de l'élément et nombre d'électrons dans sa formule, sa case dans le tableau 3;

Case Z = case émettrice.

Zt = numéro terminal dans sa formule ou sa case terminale dans son tableau figuratif;

Case Zt = case réceptrice.

La lacune dans sa formule ou les cases vides entre 1 et Zt, soit les cases lacunaires.

Case Zi = case interdite comme case terminale,

Chez un élément normal, Zt = Z, chez un élément exceptionnel, Zt > Z.

Pour déterminer la formule électronique d'un tel élément, il faut ces 3 choses : Z, Zt et les lacunes, ces dernières en nombre et en position. La connaissance de Z et Zt ne suffit pas à déterminer les lacunes. En revanche, celle de Z et des lacunes suffit à déteminer Zt, d'après la relation que voici.

Zt = Z + nombre de lacunes

La connaissance de Z et Zt est une donnée utile puisqu'on en déduit immédiaement le nombre de lacunes, mais incomplète puisqu'elle ne détermine pas la position des lacunes. Cette notation utile, complétée par la liste des lacunes, apparaît dans la liste des éléments exceptionnels au Tableau 64. On y a inscrit de plus la formule en notation traditionnelle. La nouvelle formulation a l'avantage de montrer explicitement en quoi l'élément est non normal et exceptionnel.

...................Tableau 64. Les éléments exceptionnels.

................................Deux catégories.

Lacunaires s

..........................................Lacunaires f

Cr A 4s1 3d5

Cr24, 25, lacune 20

Cu [Kr] 4s1 3d10

Cu 29, 30, lacune 20

Nb [Kr] 5s1 4d4

Nb41, 42, lacune 38

Mo [Kr] 4s1 4d5

Mo42, 43, lacune 38

Ru [Kr] 5s1 4d7

Ru44, 45, lacune 38

Rh [Kr] 5s1 4d8

Rh45, 46, lacune 38

Pd [Kr] 4d10

Pd46, 48, lacunes 38, 39

Ag [Kr] 5s1 4d10

Ag47, 48, lacune 38

.....................................La [Xe] 6s2 5d1

.....................................La57, 71, lacune 57, 58, 59, 60, 61, 62, 53, 64, 65, 66, 67 68, 69, 70

.....................................Ce [Xe] 6s2 4f1 5d1

.....................................Ce58, 71, lacune 58, 59, 60, 61, 62, 53, 64, 65, 66, 67 68, 69, 70

.....................................Gd [Xe] 6s2 4f7 5d1

.....................................Gd64, 71, lacune 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70

Pt [Xe] 6s1 4f14 5d9

Pt78, 79, lacune 56

Au [Xe] 6s1 4f14 5d10

Au79, 80, lacune 56

.....................................Ac [Rn] 7s2 6d1

.....................................Ac89, 103, lacune 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102

.....................................Th [Rn] 7s2 6d2

.....................................Th 90, 104, lacune 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102

.....................................Pa [Rn] 7s2 5f2 6d1

.....................................Pa91, 103, lacune 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102

.....................................U [Rn] 7s2 5f3 6d1

.....................................U92, 103, lacune 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102

.....................................Np [Rn] 7s2 5f4 6d1

.....................................Np93, 103, lacune 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102

.....................................Cm [Rn] 7s2 5f7 6d1

.....................................Cm96, 103, lacune 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102

Total 10 lacunaires s

Total.....................................9 lacunaires f

Lacunes, cases interdites et favorites.

Dans tous les cas les cases lacunaires sont consécutives. chacune forme une lacune (individuelle). L'ensemble de ces cases forme une lacune (globale).

Dans tous les cas, il y a un gain en électrons d et ce, aux dépens des électrons soit s soit f, ce qui permet une classification en 2 catégories : lacunaires set lacunaires f. Il n'y a pas de lacunaires mixtes s et f et il n'y a pas de lacunaires p.

Les lacunaires f prédominent largement dans la strate 4.

Les lacunes s touchent 4 cases s : 20, 38, 39 et 56. Ces cases ont des numnéros inférieurs à Z.

Les lacunes f touchent toutes les 28 cases f : 57 à 70, 89 à 102. Ces cases ont des numéros supérieurs à Z.

On reconnaît des éléments isolacunaires, présentant précisément la même lacune . Tableau 65.

Tableau 65. Les éléments exceptionnels isolacunaires.

Lacune s 20 : Cr, Cu;

Lacune s 38 : Nb, Mo, Ru, Rh, Ag;

Lacune s 56 : Pt, Au;

Lacune f 89 à 102 : Ac, Th.

Parmi les 40 cases d, 13 sont interdites comme cases terminales, ne renfermant jamais un électron terminal Zt . Les cases interdites forment une orbitale :

24, 29.

et une tétrade :

57, 64, 89, 96.

Il reste 27 cases d et dans l'ensemble 107 cases sur 120 qui ne sont pas interdites. Aucun élément n'a l'une de ces cases interdites Zi comme case terminale Zt.

On reconnaît 12 cases servant comme réceptrices et parmi elles, 7 cases favorites, où se situe l'électron terminal Zt de plus d'un élément. Ces cases forment 1 tétrade ;

25, 30, 43, 48,

et les 4 cases de cette tétrade déterminent des équerres complètes ou des sous-couches complètes et appartenant à l'épine dorsale du tableau, dont la configuration électronique est particulièrement stable. Ces 4 cases renferment 9 éléments, dont 5 exceptionnels. Tableau 66.

Tableau 66. Cases interdites, réceptrices, favorites.

Interdites

Zi = 24, 29, 41, 47, 57, 64, 78, 89, 90, 91, 92, 93, 96.

Réceptrices.

Cases réceptrices = 25, 30, 42, 43, 45, 46, 58, 71, 79, 80, 103, 104.

Favorites.

Zfavori = 25 : Cr, Mn;

= 30 : Cu, Zn;

= 43 : Mo, Tc;

= 48 : Pd, Ag, Cd;

= 71 : La, Gd, Lu;

= 80 : Au, Hg;

= 103 : Ac, U, Np, Cm.

Potentiels de première ionisation.

On pourrait chercher des corrélations avec les potentiels de 1re ionisation, qui s'appliquent à l'électron de la case Zt de chaque élément. On trouve une indication générale : les éléments des cases s et f ont globalement des potentiels plus faibles que les éléments des cases d. Cela s'accorde avec la propension de certaines cases de ces blocs à rester vides au bénéfice de cases d dans l'atome neutre des éléments exceptionnels.

Il faut d'ailleurs se rappeler que le potentiel d'ionisation d'un électron de caractère donné dans un atome au repos change selon que sa case est terminale ou non, c'est-à-dire, selon l'élément envisagé.

Figures 285.

Les éléments exceptionnels paraissent dans ces figures à l'abscisse Z avec la mention de Zt. Le caractère exceptionnel d'un élément ne paraît pas affecter la continuïté des diagrammes, sauf peut-être pour Gd64, 71. Le passage d'un électron d'un état Z à un état Zt et par suite l'apparition d'une exception, s'expliqueraient par la nécessité d'assurer cette continuïté.

Lorsque plusieurs éléments ont la même case Zt, on pourrait s'attendre à ce qu'ils aient le même potentiel de 1re ionisation. L'examen des figures 285 ne confirme pas spécialement cette hypothèse : voyez Zt = 25, 30, 43, 48, 71, 80, 103.

Les tableaux figuratifs.

Les 19 figures 286 donnent les tableaux figuratifs des 19 éléments exceptionnels.

--------------------------------------------------------------------------

Figs 285. Potentiel de 1re ionisation des éléments. Zt en abscisses désigne la case de l'électron de 1re ionisation. Z est ajouté s'il est différent de Zt. Rouge les cases s, jaune les cases p, vert les cases d, bleu les cases f. Les cases s et f ont des potentiels particulièrement faibles.

Fig. 285.1-20. Z = 1-20.

Fig. 285.21-40. Z = 21 à 40.

Fig.285.41.-60. Z = 41 à 60.

Fig.285.61-80. Z = 61 à 80.

Fig.285.81-100. Z = 81 à 100.

Fig.285.101.120. Z = 101 à 120. Zéro signifie inconnu.

--------------------------------------------------------------------------

Figs 286. Tableaux figuratifs (formules électroniques) des éléments exceptionnels. Deux grilles donnent d'abord la formule nominale comme si l'élément était normal, puis la formule réelle où les cases lacunaires sont en demi-teintes. Dans la dernière grille, 2 cases sont mises en évidence, soit celle du numéro atomique Z et celle de Zt électron terminal de la formule; les cases lacunaires apparaissent avec leur numéro barré. Une case correspond au caractère d'un électron (qu'on peut lire figure 283).

Fig. 286.1.Cr. Cr 24 de 1 à 25 sauf 20.

Fig. 286.2.Cu. Cu 29 de 1 à 30 sauf 20.

Fig. 286.3.Nb. Nb 41 de 1 à 42 sauf 38.

Fig. 286.4.Mo. Mo 42 de 1 à 43 sauf 38.

Fig. 286.5.Ru. Ru 44 de 1 à 45 sauf 38.

Fig. 286.6.Rh. Rh 45 de 1 à 46 sauf 38.

Fig. 286.7.Pd. Pd 46 de 1 à 48 sauf 37 et 38.

Fig. 286.8.Ag. Ag 47 de 1 à 48 sauf 38.

Fig. 286.9.La. La 57 de 1 à 71 sauf de 57 à 70.

Fig. 286.10.Ce. Ce 58 de 1 à 71 sauf de 58 à 70,

Fig. 286.11.Gd. Gd 64 de 1 à 71 sauf de 64 à 70.

Fig. 286.12.Pt. Pt 78 de 1 à 79 sauf 56.

Fig. 286.13.Au. Au 79 de 1 à 80 sauf 56.

Fig. 286.14.Ac. Ac 89 de 1 à 103 sauf de 89 à 102.

Fig. 286.15.Th. Th 90 de 1 à 104 sauf de 89 à 102.

Fig. 286.16.Pa. Pa 91 de 1 à 103 sauf de 91 à 102.

Fig. 286.17.U. U 92, 103.

Fig. 286.18.Np. No 93, 103.

Fig. 286.19.Cm. Cm 96, 103.

Régularités.

La représentation des exceptions dans les grilles nouvelles aide à les comprendre et a permis ci-dessus un petit nombre d'observations générales. On souhaiterait trouver des lois générales fondées sur les symétries.

Il apparaît quelques règles de transition concernant le passage de Z à Zt.

Quantum azimutal l. Changement nul ou égal à -1.

Z -> Zt, Dl = 0, -1

Une case d reste d ou une case f devient d. Le cas Dl = 0 est accompagné de la disparition d'un ou de deux électron s.

Quantum principal n. Changement nul ou égal à +1.

Dn = 0, 1

Lorsque une case f devient d, n augmente d'une unité.

Somme l+n. Cette somme ne varie pas.

D(l+n) = 0

Le cas Dl = -1 est accompagné de Dn = 1.

Quantum de spin s. Le plus souvent, s garde son signe. Il passe de + à - dans le cas de Gd et de Cm.

Ds = 0, -1

Numéro de strate, numéro de période. Ces numéros ne changent pas.

Tétrade Cr, Cu, Mo, Ag. Parmi les exceptions de la strate 3, un cas se présente de grande régularité, celui de la tétrade Cr, Cu, Mo, Ag. Cette tétrade en Z devient une tétrade en Zt. Pour chacun de ces éléments, on vérifie comme suit. Les 4 cases Zt sont d2.

Dn = 0

Dl = 0

Dm = +1

Ds = 0

On pourrait considérer cette tétrade d'exceptions, existant aux petites valeurs des numéros atomiques où les forces intraatomiques ont l'occasion de s'exercer de la façon la plus simple possible, comme un modèle qui serait suivi aux numéros atomiques supérieurs. Pour chacun de ces éléments, on peut se figurer le changement de cases comme un glissement vers une case de grande stabilité contiguë.

Ce modèle semble suivi imparfaitement dans un cas de la strate 4, mais nullement ailleurs.

Tétrade La, Gd, Ac, Cm. Parmi les exceptions de la strate 4, on remarque le cas de la tétrade La, Gd, Ac, Cm. Cette tétrade en Z devient une paire avec double occupation des cases, La et Gd occupant la case 71 5d-2-, Ac et Cm, la case 103 6d-2-. Ces deux cases sont l'une et l'autre d-2-. m change d'une unité.

Dm = +1

Elles forment une sorte de quadrature avec les cases d2 de la tétrade modèle ci-dessus.

La solution générale du problème des exceptions reste à découvrir et elle est sans doute liée intimement avec le problème général des forces intraatomiques.

f pour fuite.

La nature semble fuir le quantum azimutal l = 3 dans la configuration des éléments, puisque 8 cases de la couronne f s'éclipsent comme cases terminales au bénéfice de 3 cases Zt de la couronne d avec l = 2, au point de s'accumuler dans les 3 cases 71 5d-1-, 103 5d-2- et 104 5d-1-.

Tableaux individuels alignés.

Les tableaux figuratifs des figures 286 peuvent se récrire en tableaux individuels linéaires. On donne la formule résultante en termes des caractères numérotés dans la formule du québécium, en regard des numéros d'ordre des électrons dans la formule de l'exception. Tableau 66.

On peut ainsi compter aisément les cases déplacées. On remarque alors que les métaux les plus précieux de la liste, Pt et Au, sont ceux qui en ont le plus grand nombre.

Rappelons que les exceptions résultent de l'atomogénèse soustractive Règle 2bis exposée au Chapitre 8.

Tableau 66. Tableaux individuels alignés.

Pour chaque exception : caractère des électrons d'après les Nos de la formule du québécium, Tableau 51; Nos d'ordre des électrons.

Cr24, 25

No dans la formule du québécium.

...17....18....19....21....22....23....24....25

...17....18....19....20....21....22....23....24.

No de l'électron dans la formule de l'exception

Le 20e électron de Cr n'est pas le 20e de Qb qui correspond à un alcalino-terreux s0+

Cu29, 30