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Lire le monde à travers le tableau périodique
Lire le monde à travers le tableau périodique
Description
Introduction au livre
Le tableau périodique est loin d'être un tableau ennuyeux listant les éléments par ordre de numéro atomique.
Une fois les règles connues, un tableau périodique très simple et clair apparaît sous vos yeux.
Ce livre est une méthode très efficace pour apprendre à lire le tableau périodique sans s'égarer. Il présente clairement les techniques de base de lecture, comme l'approche du tableau par ses extrémités et l'importance de prendre en compte les électrons restants après le remplissage des orbitales.
Vous pourrez découvrir des histoires intéressantes sur les éléments qui entourent l'univers, la Terre et le corps humain, notamment divers éléments issus d'explosions de supernovae, des formes de vie qui utilisent des éléments en abondance, des terres rares qui renforcent les aimants et des substances toxiques que le corps humain absorbe par erreur.
  • Vous pouvez consulter un aperçu du contenu du livre.
    Aperçu

indice
Préface 5
Chapitre 1 : Que trouve-t-on dans le tableau périodique ? 19
Attaquons le tableau périodique par ses deux extrémités ! _ Éléments typiques similaires verticalement, éléments de transition similaires horizontalement _ L'élément inconnu dont la prédiction s'est avérée exacte _ Qu'est-ce que la chimie quantique ? _ La probabilité que les électrons entourent le noyau Les électrons remplissent les orbites à partir des plus internes Les « électrons restants » qui déterminent les propriétés des éléments Le corps humain qui perturbe les éléments Les alliés des métaux alcalins Césium et tumeurs malignes Les alliés des métaux alcalino-terreux Les dangers du strontium radioactif Division cellulaire et cancer Qu'est-ce qu'une période ? Le réseau électronique détermine la période.
│Un pas de plus│Quatre principes pour déterminer les orbites électroniques 50

Chapitre 2 : Dévoiler l’univers grâce au tableau périodique 57
Les éléments ne peuvent pas naître sur Terre. Des températures élevées, supérieures à 10 millions de degrés, créent des éléments. C'est ainsi que l'univers primitif est né. Le fer est l'élément le plus stable. Évolution chimique des éléments issus des explosions de supernovae. Quand a lieu le spectacle céleste de Bételgeuse ? L'univers est rempli d'hydrogène.
Un pas de plus : Une comète a-t-elle apporté la lumière de la vie ? 75

Chapitre 3 : Le corps humain : Réactions chimiques répétitives 79
Sélection et sélection répétées pendant 3,8 milliards d'années _ Dispositif de précision composé de 4 éléments Éléments mineurs qui constituent le corps Les éléments lourds sont rares dans le corps humain Les efforts vains des alchimistes et de la chimie Pourquoi l'hélium n'existe-t-il pas dans le corps humain ? Qu'est-ce qu'une réaction chimique ? Pourquoi y a-t-il si peu de béryllium dans l'univers ? Même les numéros atomiques sont stables Nous dépendons des éléments Un métal précieux qui transporte l'oxygène

Chapitre 4 : Quels sont les principes qui régissent notre fonctionnement ? 109
Les animaux peuvent se déplacer grâce à deux éléments : le sodium (un métal instable) et le potassium (radioactif). Qu'est-ce qui crée les postures fantomatiques ? Des éléments très similaires mais légèrement différents. L'élément choisi par les organismes unicellulaires. Les envies de sel provoquent de l'hypertension. Apports nutritionnels et éléments. Apport excessif en potassium.

Chapitre 5 : Les terres rares ne constituent pas une distinction 131
Aimants puissants : une demande en forte croissance _ Terres rares, métaux rares, non-métaux Dix-sept éléments de terres rares Pourquoi la Chine a-t-elle pris l'initiative ? Le bas du tableau périodique Différentes représentations du tableau périodique Comment sont fabriqués les aimants puissants à partir de terres rares
│Un pas de plus│150 fonctionnalités cachées des cycles 6 et 7

Chapitre 6 : Les magnifiques gaz rares 155
Les magnifiques orbites des gaz rares _ L'hélium, un excellent gaz _ Le néon, un élément bien caché _ Allergies au pollen et argon _ Krypton et xénon _ Radon et sources thermales _ La hauteur de la voix est déterminée par le poids du gaz _ L'héliox, qui aide les plongeurs professionnels _ L'hélium a une belle forme sphérique _ Le xénon est un anesthésiant idéal

Chapitre 7 : Éléments toxiques 179
Zinc, cadmium, mercure _ Zinc (Zn) _ Cadmium (Cd) _ Mercure (Hg) _ L'élément clé est leur compatibilité avec le soufre _ Le corps humain exposé au mercure Lumières et ombres de la thérapie de désintoxication Autres éléments toxiques typiques Les horloges au rubidium n'ont pas dévié depuis 100 000 ans Le césium et les horloges standard Le baryum est un poison mortel Les éléments de transition ont des propriétés similaires sur les lignes horizontales
Conclusion 209
Recherche 212

Dans le livre
« La règle générale la plus importante à retenir lorsqu'on consulte le tableau périodique est la suivante : »
« On n'attaque pas le tableau périodique par la gauche, mais par les deux extrémités. » Au football, on dit qu'il vaut mieux percer par les deux extrémités plutôt que d'attaquer le centre, fortement défendu ; il en va de même pour l'attaque du tableau périodique.
Il est logique d'attaquer par les deux extrémités pour être beaucoup plus efficace.
Ceci s'explique par le fait que le tableau périodique présente la particularité d'avoir des éléments alignés verticalement à ses deux extrémités.
En revanche, la configuration électronique tend à être plus complexe au milieu du tableau périodique.
Par conséquent, même si les lignes sont identiques, on ne peut pas dire que les propriétés des éléments soient nécessairement similaires.
--- p.20

« Une étoile plus de 10 fois plus grande que le Soleil explosera lorsque son carburant interne sera épuisé, incapable de maintenir sa taille. »
Il s'agit d'une explosion de supernova.
Une quantité phénoménale d'énergie est libérée pendant ce laps de temps, et des éléments plus lourds que le fer sont créés les uns après les autres en une seule seconde après l'explosion de la supernova.
…lorsqu’une explosion de supernova se produit, d’innombrables nuages ​​de poussière sont dispersés dans l’espace environnant.
Cette poussière s'accumule et des étoiles renaissent.
Ces nouvelles étoiles exploseront également en supernovae à la fin de leur vie, créant ainsi des éléments plus lourds.
Et une fois encore, la poussière s'accumule pour former des étoiles, qui finissent par exploser en supernovae.
« Ce processus d’explosions de supernovas se produit continuellement et de manière répétée, et à chaque fois, le processus de création d’éléments plus lourds se répète. »
--- pp.65~67

« Ce n’est pas un hasard si les êtres vivants ont choisi le sodium et le potassium comme éléments régulateurs des muscles et des nerfs. »
Dans le corps humain, ce qui se trouve à l'extérieur des cellules, ce sont la lymphe et le sang.
Mais si l'on remonte à l'époque des organismes unicellulaires, ce qui se trouvait à l'extérieur des cellules, c'était l'océan.
Parmi les cations présents dans l'eau de mer, le sodium est celui qui y est largement abondant.
Il n'y avait donc pas d'autre choix que d'introduire du sodium, en tant qu'élément extérieur à la cellule, dans celle-ci.
Si vous aviez choisi un élément autre que le sodium, il y en aurait eu moins à l'extérieur de la cellule, donc peu importe à quel point vous auriez ouvert le passage, les cations n'auraient pas pu entrer.
Cela prendrait un temps considérable pour réagir, ce qui rendrait difficile son utilisation comme interrupteur marche/arrêt.
--- pp.120~122

« Les terres rares sont des matériaux essentiels pour les aimants haute performance et sont devenues si importantes qu’elles peuvent influencer l’économie mondiale. »
Les aimants utilisant des éléments de terres rares sont appelés « aimants aux terres rares », et leur principal atout réside dans leur forte intensité magnétique.
Étant donné que les moteurs des véhicules hybrides et électriques sont en fin de compte entraînés par des aimants, plus la force magnétique est forte, plus la puissance et la vitesse sont élevées.
De plus, les terres rares possèdent des propriétés que les autres éléments n'ont pas, comme un point de fusion relativement élevé et une conductivité thermique élevée.
« Du point de vue de l’industrie, c’est également un atout majeur. »
--- pp.135~136

Avis de l'éditeur
De l'univers aux étoiles, en passant par la Terre, nos corps et jusqu'aux plus infimes électrons…
« On peut tout lire grâce au tableau périodique. »
Si vous n'êtes pas impressionné, c'est que vous ne savez pas encore lire le tableau périodique.

« C’était différent pour moi, qui avais déjà une expérience en chimie quantique. »
Je me souviens encore très bien d'avoir regardé le tableau périodique avec un sentiment de soulagement, comme si le brouillard se dissipait de mes yeux.
Pour moi, qui m'intéressais aux éléments, (…) une série de tendances évolutives ont commencé à apparaître dans les proportions de composition des éléments… … »
_Extrait du texte

Pourquoi devrions-nous prêter attention aux deux extrémités du tableau périodique ?
Pourquoi le corps humain est-il composé d'hydrogène, d'oxygène, de carbone et d'azote ?
Pourquoi notre corps confond-il le césium avec le potassium ?
• Pourquoi les éléments des terres rares ont-ils des propriétés similaires ?
Quelles sont les caractéristiques des éléments toxiques ?

Pourquoi le tableau périodique a-t-il cette apparence ? Il présente des colonnes verticales proéminentes à chaque extrémité et des couloirs horizontaux qui le traversent en son centre.
« Lire le monde avec le tableau périodique » (titre original : Comment lire le monde avec le tableau périodique) de Takayoshi Yoshida est un ouvrage de vulgarisation scientifique qui explique comment lire le tableau périodique et ce qu'il signifie pour nous.
Il offre une introduction conviviale aux stratégies clés de lecture du tableau périodique, comme l'aborder par les deux extrémités ou se concentrer sur les électrons restants après le remplissage des orbitales électroniques.


Au lieu de lister tous les éléments, ce livre les regroupe selon leurs caractéristiques afin d'aider les lecteurs à saisir les concepts fondamentaux.
Elle se caractérise par le fait qu'elle permet de comprendre le tableau périodique plat en trois dimensions, car il est expliqué de manière hiérarchique plutôt que par ordre de numéro atomique.
Ainsi, à la lecture de ce livre, vous serez non seulement émerveillé par les lois exquises que recèle le tableau périodique, mais vous comprendrez aussi clairement comment ce tableau est lié à l'univers, à la Terre et au corps humain.


Alors, comment lire le tableau périodique ? L’auteur, qui a étudié la chimie quantique, explique que ce n’est qu’une fois devenu médecin qu’il a enfin compris la véritable nature du tableau périodique, « comme si un brouillard se dissipait de mes yeux ». Il présente plusieurs méthodes qu’il a découvertes.
Selon l'auteur, l'équation de Schrödinger utilisée en chimie quantique montre la probabilité de l'existence des électrons, et le tableau périodique est un excellent ouvrage qui « exprime les conclusions de la chimie quantique sans recourir à des formules ».


Attaquez d'abord les deux extrémités !

Avant toute chose, pour bien comprendre le tableau périodique, il est préférable de commencer par les deux extrémités.
À gauche se trouvent les 1er et 2e groupes, et à droite le 18e groupe.
Le groupe 1 est constitué d'éléments ayant un seul électron de valence (l'électron orbitant sur l'orbite la plus externe), le groupe 2 est constitué d'éléments ayant deux électrons de valence et le groupe 18 est constitué d'éléments dont l'orbite la plus externe est complètement remplie d'électrons.
À titre de référence, les propriétés générales d'un élément sont déterminées par le nombre d'électrons de valence, et une ligne verticale du tableau périodique présente souvent des « électrons de valence » similaires.
La raison pour laquelle nous attaquons par les deux extrémités plutôt que par la gauche est que les caractéristiques des éléments alignés verticalement deviennent plus apparentes à mesure que l'on se dirige vers les extrémités du tableau périodique.


Par exemple, le césium et le calcium sont tous deux des éléments du groupe 1 possédant un seul électron de valence.
Notre organisme a tendance à essayer activement d'absorber le potassium, donc lorsque du césium est présent, l'organisme le confond avec du potassium et l'absorbe.
Un phénomène similaire se produit entre le strontium et le calcium, qui appartiennent au groupe 2. Comme le strontium et le calcium possèdent tous deux deux électrons de valence, notre organisme confond le strontium avec le calcium et l'absorbe facilement.
Le problème, c'est que le césium et le strontium sont des éléments nocifs lorsqu'ils pénètrent dans notre organisme.

Contrairement aux groupes 1 et 2, où les électrons de valence orbitent autour d'orbites externes instables, les gaz rares du groupe 18 ont leurs orbites externes complètement remplies d'électrons, ce qui les rend non réactifs avec d'autres atomes.
Ces gaz comprennent l'hélium, le néon, l'argon, le krypton, le xénon et le radon.
Comme il ne réagit pas avec d'autres atomes, l'hélium est utilisé dans les avions et les ballons, l'argon est utilisé pour traiter les allergies et le xénon est utilisé comme anesthésiant avec peu d'effets secondaires.


Une fois que vous avez exploré les deux extrémités du tableau périodique, l'étape suivante consiste à examiner les éléments de transition, qui sont alignés horizontalement.
Les éléments des groupes 3 à 11 sont des éléments de transition, et ces éléments de transition ont la caractéristique que les propriétés des éléments sont presque similaires dans la direction horizontale.
Ainsi, pour ces éléments de transition, nous devons considérer les éléments dans la direction horizontale (période) plutôt que dans la direction verticale (groupe).
Tous les éléments de transition de la 4e période sont des éléments dont notre corps a besoin en petites quantités, et tous les éléments de transition de la 5e période sont des éléments faiblement toxiques pour le corps humain.
Les éléments de transition de la sixième période (y compris les lanthanides) sont extrêmement rares dans l'univers, et notre organisme n'en a généralement pas besoin.

Parmi les éléments de transition, les terres rares sont des éléments de transition.
Les terres rares sont des éléments de la 6e période du 3e groupe, et leurs propriétés permettant de renforcer les aimants les ont rendues essentielles à la fabrication de produits de haute technologie.
Étant donné que les propriétés de dix-sept éléments, dont le néodyme et le dysprosium, sont généralement très similaires, il est préférable de les étudier ensemble.


Le corps humain utilise activement les propriétés des éléments

Ensuite, il est efficace d'examiner les éléments qui composent l'univers et le corps humain en fonction de leur composition, car les caractéristiques et les lois des éléments qui constituent l'univers, la Terre et le corps humain peuvent être observées d'un seul coup d'œil.
Parmi les caractéristiques découvertes par l'auteur, on note que le corps humain est composé d'éléments qui constituent un pourcentage important des éléments qui composent l'univers, que nombre des éléments qui composent la Terre et le corps humain ont été créés lors d'explosions de supernovae, et que les éléments situés immédiatement en dessous de ceux que le corps humain utilise principalement sont toxiques.

On constate notamment que les organismes vivants utilisent activement les propriétés du sodium et du potassium, qui sont des éléments du groupe 1, pour transmettre les influx nerveux ou contracter les muscles.
Le phénomène par lequel les nerfs transmettent des stimuli et les muscles se contractent activement utilise le phénomène par lequel le sodium extérieur à la cellule entre dans la cellule et le potassium intérieur à la cellule sort de la cellule en raison d'un signal spécifique.
Le sodium et le potassium sont des éléments qui deviennent ioniques en perdant un électron de leur orbite externe.


Ainsi, ce livre enseigne efficacement comment lire le tableau périodique, vous permettant de ressentir toute la grandeur de ce tableau qui place les éléments à leur juste place.
Pour ceux qui souhaitent approfondir le sujet, l'auteur explique également en détail, dans une section distincte (« Un pas de plus »), les principes de la chimie quantique qui permettent de déterminer l'orbite d'un électron à l'aide du nombre quantique principal, du nombre quantique azimutal et du nombre quantique magnétique.
SPÉCIFICATIONS DES PRODUITS
- Date de publication : 30 mars 2017
Nombre de pages, poids, dimensions : 220 pages | 355 g | 140 × 220 × 13 mm
- ISBN13 : 9788956058030
- ISBN10 : 8956058032

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