Bloc d du tableau périodique

Le bloc d est un bloc du tableau périodique constitué des éléments chimiques du groupe 3 au groupe 12 du tableau périodique. Il est appelé ainsi parce que la configuration électronique des éléments qui le composent est caractérisée à l'état fondamental par une sous-couche de plus haute énergie de type d (diffuse), correspondant au nombre quantique azimutal $ℓ$ = 2. Ce bloc contient tous les métaux de transition, trois métaux pauvres dans le groupe 12, ainsi qu'un lanthanide et un actinide dans le groupe 3. Si le lutécium et le lawrencium appartiennent au groupe 3 alors ils appartiennent également au bloc d, de sorte que les 40 éléments de ce bloc sont :

	Groupe 3	Groupe 4	Groupe 5	Groupe 6	Groupe 7	Groupe 8	Groupe 9	Groupe 10	Groupe 11	Groupe 12
Sous-couche 3d	₂₁Sc Scandium	₂₂Ti Titane	₂₃V Vanadium	₂₄Cr Chrome	₂₅Mn Manganèse	₂₆Fe Fer	₂₇Co Cobalt	₂₈Ni Nickel	₂₉Cu Cuivre	₃₀Zn Zinc
Sous-couche 4d	₃₉Y Yttrium	₄₀Zr Zirconium	₄₁Nb Niobium	₄₂Mo Molybdène	₄₃Tc Technétium	₄₄Ru Ruthénium	₄₅Rh Rhodium	₄₆Pd Palladium	₄₇Ag Argent	₄₈Cd Cadmium
Sous-couche 5d	₇₁Lu Lutécium	₇₂Hf Hafnium	₇₃Ta Tantale	₇₄W Tungstène	₇₅Re Rhénium	₇₆Os Osmium	₇₇Ir Iridium	₇₈Pt Platine	₇₉Au Or	₈₀Hg Mercure
Sous-couche 6d	₁₀₃Lr Lawrencium	₁₀₄Rf Rutherfordium	₁₀₅Db Dubnium	₁₀₆Sg Seaborgium	₁₀₇Bh Bohrium	₁₀₈Hs Hassium	₁₀₉Mt Meitnerium	₁₁₀Ds Darmstadtium	₁₁₁Rg Roentgenium	₁₁₂Cn Copernicium

Si en revanche ce sont le lanthane et l'actinium qui appartiennent au groupe 3^[1], alors ils appartiennent également au bloc d, de sorte que les 40 éléments de ce bloc sont dans ce cas :

	Groupe 3	Groupe 4	Groupe 5	Groupe 6	Groupe 7	Groupe 8	Groupe 9	Groupe 10	Groupe 11	Groupe 12
Sous-couche 3d	₂₁Sc Scandium	₂₂Ti Titane	₂₃V Vanadium	₂₄Cr Chrome	₂₅Mn Manganèse	₂₆Fe Fer	₂₇Co Cobalt	₂₈Ni Nickel	₂₉Cu Cuivre	₃₀Zn Zinc
Sous-couche 4d	₃₉Y Yttrium	₄₀Zr Zirconium	₄₁Nb Niobium	₄₂Mo Molybdène	₄₃Tc Technétium	₄₄Ru Ruthénium	₄₅Rh Rhodium	₄₆Pd Palladium	₄₇Ag Argent	₄₈Cd Cadmium
Sous-couche 5d	₅₇La Lanthane	₇₂Hf Hafnium	₇₃Ta Tantale	₇₄W Tungstène	₇₅Re Rhénium	₇₆Os Osmium	₇₇Ir Iridium	₇₈Pt Platine	₇₉Au Or	₈₀Hg Mercure
Sous-couche 6d	₈₉Ac Actinium	₁₀₄Rf Rutherfordium	₁₀₅Db Dubnium	₁₀₆Sg Seaborgium	₁₀₇Bh Bohrium	₁₀₈Hs Hassium	₁₀₉Mt Meitnerium	₁₁₀Ds Darmstadtium	₁₁₁Rg Roentgenium	₁₁₂Cn Copernicium

La configuration électronique à l'état fondamental de ces éléments est présentée dans le tableau suivant :

Élément chimique			Famille d'éléments	Configuration électronique^[2]
21	Sc	Scandium	Métal de transition	[Ar] 4s² 3d¹
22	Ti	Titane	Métal de transition	[Ar] 4s² 3d²
23	V	Vanadium	Métal de transition	[Ar] 4s² 3d³
24	Cr	Chrome	Métal de transition	[Ar] 4s¹ 3d⁵ ( * )
25	Mn	Manganèse	Métal de transition	[Ar] 4s² 3d⁵
26	Fe	Fer	Métal de transition	[Ar] 4s² 3d⁶
27	Co	Cobalt	Métal de transition	[Ar] 4s² 3d⁷
28	Ni	Nickel	Métal de transition	[Ar] 4s² 3d⁸ ou 4s¹ 3d⁹ ( ** )
29	Cu	Cuivre	Métal de transition	[Ar] 4s¹ 3d¹⁰ ( * )
30	Zn	Zinc	Métal pauvre	[Ar] 4s² 3d¹⁰
39	Y	Yttrium	Métal de transition	[Kr] 5s² 4d¹
40	Zr	Zirconium	Métal de transition	[Kr] 5s² 4d²
41	Nb	Niobium	Métal de transition	[Kr] 5s¹ 4d⁴ ( * )
42	Mo	Molybdène	Métal de transition	[Kr] 5s¹ 4d⁵ ( * )
43	Tc	Technétium	Métal de transition	[Kr] 5s² 4d⁵
44	Ru	Ruthénium	Métal de transition	[Kr] 5s¹ 4d⁷ ( * )
45	Rh	Rhodium	Métal de transition	[Kr] 5s¹ 4d⁸ ( * )
46	Pd	Palladium	Métal de transition	[Kr] 4d¹⁰ ( * )
47	Ag	Argent	Métal de transition	[Kr] 5s¹ 4d¹⁰ ( * )
48	Cd	Cadmium	Métal pauvre	[Kr] 5s² 4d¹⁰
57	La	Lanthane	Lanthanide	[Xe] 6s² 5d¹ ( * )
71	Lu	Lutécium	Lanthanide	[Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d¹
72	Hf	Hafnium	Métal de transition	[Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d²
73	Ta	Tantale	Métal de transition	[Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d³
74	W	Tungstène	Métal de transition	[Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d⁴
75	Re	Rhénium	Métal de transition	[Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d⁵
76	Os	Osmium	Métal de transition	[Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d⁶
77	Ir	Iridium	Métal de transition	[Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d⁷
78	Pt	Platine	Métal de transition	[Xe] 6s¹ 4f¹⁴ 5d⁹ ( * )
79	Au	Or	Métal de transition	[Xe] 6s¹ 4f¹⁴ 5d¹⁰ ( * )
80	Hg	Mercure	Métal pauvre	[Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰
89	Ac	Actinium	Actinide	[Rn] 7s² 6d¹ ( * )
103	Lr	Lawrencium	Actinide	[Rn] 7s² 5f¹⁴ 7p¹ ( * )
104	Rf	Rutherfordium	Métal de transition	[Rn] 7s² 5f¹⁴ 6d²
105	Db	Dubnium	Métal de transition	[Rn] 7s² 5f¹⁴ 6d³
106	Sg	Seaborgium	Métal de transition	[Rn] 7s² 5f¹⁴ 6d⁴
107	Bh	Bohrium	Métal de transition	[Rn] 7s² 5f¹⁴ 6d⁵
108	Hs	Hassium	Métal de transition	[Rn] 7s² 5f¹⁴ 6d⁶
109	Mt	Meitnerium	Indéterminée	[Rn] 7s² 5f¹⁴ 6d⁷
110	Ds	Darmstadtium	Indéterminée	[Rn] 7s² 5f¹⁴ 6d⁸
111	Rg	Roentgenium	Indéterminée	[Rn] 7s² 5f¹⁴ 6d⁹
112	Cn	Copernicium	Métal de transition	[Rn] 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰

( * ) Exceptions à la règle de Klechkowski :

Période n^o 4 : chrome ₂₄Cr, cuivre ₂₉Cu,
Période n^o 5 : niobium ₄₁Nb, molybdène ₄₂Mo, ruthénium ₄₄Ru, rhodium ₄₅Rh, palladium ₄₆Pd, argent ₄₇Ag,
Période n^o 6 : lanthane ₅₇La, platine ₇₈Pt, or ₇₉Au,
Période n^o 7 : actinium ₈₉Ac, lawrencium ₁₀₃Lr.

( ** ) Le cas du nickel ₂₈Ni est particulier : il présente deux configurations électroniques d'énergies très voisines qui se recouvrent. Les manuels retiennent généralement la configuration régulière [Ar] 3d⁸ 4s², étayée par les données expérimentales. Mais la moyenne des niveaux d'énergie correspondant à la configuration irrégulière [Ar] 3d⁹ 4s¹ est légèrement inférieure à celle de la configuration régulière, de sorte qu'on retient également la configuration irrégulière pour les calculs sur le nickel.

Notes et références