Maxdecours Le Laboratoire

Tableau périodique interactif

Élémentarium

Explore les éléments qui composent les objets, les matériaux et le vivant.

Gratuit, sans compte
La matière sous un autre angle.

Les briques de la matière

Une case. Mille histoires.

118 éléments

Commence par un objet, ou choisis une case.

123456789101112131415161718 57–71
89–103
 LanthanidesActinides
Métaux alcalinsAlcalino-terreuxMétaux de transitionAutres métauxMétalloïdesAutres non-métauxHalogènesGaz noblesLanthanidesActinides

Numéro atomique = nombre de protons. Une petite marque indique une forme documentée dans l’outil.

Ta première découverte

Un crayon.
Un diamant.
Le même élément ?

Quel est le point commun entre une mine de crayon et un diamant ?

Deux matières. Un changement d’échelle. Une question.

Le monde est un point de départ

De quoi est fait… ?

Choisis un objet.
Remonte jusqu’à ses éléments.

Changer d’échelle, garder les bons mots

Élément, substance, matériau.

Une même case peut se retrouver
dans des matières très différentes.

Élément

Une identité définie par le nombre de protons : tous les atomes de carbone en possèdent six, même dans des substances différentes.

Substance

Une espèce de matière de composition définie. Un corps simple contient un seul élément ; un composé en contient plusieurs, comme le chlorure de sodium NaCl.

Matériau

De la matière utilisée pour fabriquer une partie d’objet. Un matériau peut être une substance, un mélange ou un composite, comme l’acier ou le verre.

Lire les six dossiers et leurs sources

Édition Maxdecours · références vérifiées le .

Un crayon

On explore la mine, un mélange de graphite et d’argile ; l’enveloppe du crayon n’est pas étudiée ici.

La mine : Graphite et argile

Graphite, une forme du carbone. Éléments étudiés : C.

Des feuillets de graphite peuvent se détacher sur le papier. La proportion d’argile aide à régler la dureté de la mine.

Chaque atome de carbone est lié à trois voisins dans un feuillet hexagonal. Les liaisons entre feuillets sont plus faibles : des couches peuvent se détacher et déposer une trace.

Une pointe de diamant résisterait mieux à l’usure, mais ne déposerait pas les mêmes feuillets sombres.

Un téléphone

Trois constituants typiques de certains téléphones. La fabrication et la composition varient selon le modèle.

La couche de l’écran : Oxyde d’indium-étain (ITO)

Oxydes contenant indium, étain et oxygène. Éléments étudiés : In, Sn, O.

Une couche d’ITO peut laisser passer la lumière tout en conduisant l’électricité. Elle participe au fonctionnement de certains écrans tactiles.

L’ITO est une fine couche conductrice déposée sur un support. On représente ici son rôle dans l’écran, sans lui attribuer la structure atomique du verre.

Une couche de cuivre massive conduirait, mais masquerait l’image. D’autres solutions transparentes existent ; les modèles d’écran diffèrent.

La puce : Silicium cristallin dopé

Silicium avec de faibles quantités de dopants. Éléments étudiés : Si.

Le dopage permet de contrôler la conduction du silicium. Cette propriété sert au fonctionnement des transistors.

Le silicium cristallin possède un réseau de type diamant. Les boules représentent ici Si, pas C. Les dopants, variables selon la puce, ne sont pas montrés.

Un conducteur métallique ne permet pas, à lui seul, le même contrôle de la conduction qu’un semi-conducteur dopé.

La batterie : Batterie lithium-ion

Électrodes et électrolyte contenant des ions lithium. Éléments étudiés : Li.

Le déplacement des ions lithium entre les électrodes participe au stockage et à la restitution d’énergie électrique.

Dans une batterie lithium-ion, les ions lithium se déplacent entre les électrodes pendant la charge ou la décharge. Les électrodes, l’électrolyte et leur organisation sont indispensables : du lithium seul ne fait pas une batterie.

Un simple morceau de lithium ne remplace pas cet assemblage. D’autres types de batteries nécessitent d’autres matériaux et architectures.

Un vélo

Deux cadres possibles sont comparés. Les aciers et alliages d’aluminium ont des compositions et traitements variables.

Un cadre en acier : Acier

Fer avec carbone et parfois d’autres éléments. Éléments étudiés : Fe, C.

Un acier peut fournir résistance et rigidité. Le choix dépend aussi de la géométrie des tubes et du traitement du matériau.

Dans un métal, l’organisation des atomes et des électrons permet notamment la conduction électrique. Un alliage associe plusieurs éléments ; sa structure et sa fabrication comptent aussi.

Un alliage d’aluminium est moins dense. À géométrie et exigences données, il faut aussi vérifier rigidité, résistance, assemblage et durée de vie.

Un cadre en aluminium : Alliage d’aluminium

Aluminium avec des éléments d’alliage variables. Éléments étudiés : Al.

La faible masse volumique de l’aluminium aide à concevoir un cadre léger. Un cadre utilise un alliage adapté plutôt que du métal pur.

Dans un métal, l’organisation des atomes et des électrons permet notamment la conduction électrique. Un alliage associe plusieurs éléments ; sa structure et sa fabrication comptent aussi.

L’acier est plus dense. Pour comparer des cadres réels, on doit aussi connaître leur géométrie et leurs propriétés mécaniques.

Une vitre

On explore un verre silicaté sodocalcique courant, sans couche de surface ni pourcentage propre à une marque.

Le verre : Verre sodocalcique

Réseau silicaté contenant notamment sodium et calcium. Éléments étudiés : Si, O, Na, Ca.

Ce matériau laisse passer la lumière visible et forme une paroi rigide. Sa structure n’est pas celle du silicium cristallin d’une puce.

Dans un verre silicaté, un réseau à base de silicium et d’oxygène n’est pas périodique à grande distance. Des constituants contenant sodium et calcium modifient ce réseau. Il diffère d’un cristal de silicium pur.

Une plaque de silicium pur ne constitue pas une vitre transparente ordinaire. Un polymère transparent peut convenir à certains usages, avec d’autres résistances aux rayures et à la chaleur.

Une plante

Deux constituants végétaux sont explorés. Une plante contient aussi de l’eau, de nombreux ions et d’autres molécules.

La paroi végétale : Paroi cellulaire

Cellulose, parmi d’autres constituants. Éléments étudiés : C, H, O.

De longues chaînes de cellulose participent à la résistance des parois. Le carbone est lié à d’autres éléments, sous une forme différente du graphite.

La cellulose est un polymère constitué d’unités répétées contenant carbone, hydrogène et oxygène. Ces chaînes participent à la résistance des parois végétales. Ce n’est ni du graphite ni du diamant.

Le graphite contient du carbone mais n’a ni la composition ni l’organisation de la cellulose : il ne remplace pas une paroi vivante.

Le pigment vert : Pigments des chloroplastes

Chlorophylles a et b. Éléments étudiés : C, H, O, N, Mg.

Les chlorophylles absorbent une partie de la lumière utilisée pour la photosynthèse. Le magnésium est inclus dans leur structure moléculaire.

La chlorophylle a et la chlorophylle b contiennent du magnésium dans leur structure moléculaire. Elles absorbent une partie de la lumière nécessaire à la photosynthèse. Le magnésium n’est pas ici sous forme métallique.

Un colorant vert ne remplace pas automatiquement la chlorophylle : couleur et fonction biologique sont deux propriétés différentes.

Un cristal de sel

On explore le chlorure de sodium pur. Le sel commercial peut aussi contenir d’autres constituants.

Le cristal : Chlorure de sodium solide

NaCl : ions Na⁺ et Cl⁻ en proportion 1:1. Éléments étudiés : Na, Cl.

Les ions s’organisent en un réseau cristallin. Le cristal possède des propriétés différentes de celles du métal sodium et du dichlore.

Le chlorure de sodium solide forme un réseau d’ions Na⁺ et Cl⁻. Au cœur du cristal, chaque ion possède six voisins de charge opposée. NaCl indique un rapport 1:1, pas des molécules isolées dans le cristal.

Juxtaposer du sodium et du dichlore n’est pas déjà former du sel. Un composé a une organisation et des liaisons propres.

Sources du tableau et des représentations

Les identités viennent du tableau IUPAC. Les formes et propriétés sélectionnées sont attribuées à la Royal Society of Chemistry. Les dessins sont des représentations originales Maxdecours, pas des photographies d’échantillons.

Les modèles de graphite, diamant et sel montrent des fragments de réseaux. Les autres dessins explicitement schématiques servent à relier la structure à une fonction ; ils ne décrivent pas toutes les liaisons. Tailles et couleurs facilitent la lecture.