Un tableau périodique concret

Pendant que mes enfants lisent des documentaires sur le tableau périodique, et pendant qu'ils réalisent le puzzle du tableau périodique, je continue de farfouiller sur le Net. Et je vous le donne en mille : QUI a eu la bonne idée de proposer des ressources en français sur le sujet, ludiques et visuelles comme je les aime, et gratuites de surcroît ?

Bingo. Carpe Diem. ❤

Aussitôt découvertes, aussi téléchargées, aussitôt imprimées. Hop, hop, hop, ces ressources sont d'une telle richesse que je vous en reparlerai - je leur consacre un article dès demain, promis !

Pour l'heure, voilà ce que je me suis dit en imprimant ce jeu - il s'agit d'un simple jeu de cartes, présentant un à un les 108 premiers éléments. Je me suis dit : 

"Je vais laisser trainer ce jeu négligemment sur la table basse du salon, et je sais exactement ce qui va se passer. Antonin va se jeter dessus, et va aussitôt essayer de les remettre dans l'ordre, pour fabriquer par terre une grande table des éléments."

J'avais tout bon. Sauf sur un point : il ne s'est pas installé par terre, mais sur la table de la cuisine. 😏

Lorsque je propose un nouveau matériel aux enfants, j'aime ménager une phase d'exploration libre. Carpe Diem a prévu une règle du jeu avec ces cartes, une règle vraiment pertinente, d'ailleurs, dont je vous parlerai demain. Mais ces cartes sont avant tout des cartes de nomenclature, elles en ont le principe : une carte, un élément. Elles isolent les informations et permettent à l'enfant de les combiner comme il le souhaite.

On a beau dire, et c'est vrai : toutes ces cartes de nomenclature, dans la pédagogie Montessori, quelle barbe ! Ça use de l'encre, et puis il faut les plastifier, et puis, ça prend de la place, on ne sait jamais comment les ranger !! N'empêche que j'y reviens toujours. Un jeu de cartes home-made, c'est au final peu couteux au vu de l'intérêt qu'il suscite invariablement à la maison.

Avant de laisser trainer négligemment le jeu sur la table basse du salon (quelle étourdie je suis ! 😌), j'avais pris soin de le mélanger soigneusement. Voici donc les enfants - et leur Papa, pris comme eux dans mon piège à glu - qui parcourent, classent, disposent et rangent les éléments selon leur nombre atomique.

(Pour mémoire, le numéro atomique désigne le nombre de protons d'un atome. Mais puisque chaque élément possède, dans la table, un proton de plus que celui qui le précède, le nombre atomique désigne, du même coup, la position de l'élément chimique dans le tableau périodique. Ce nombre est indiqué sur nos cartes en caractère gras, en haut, à droite.)

L'exercice n'est donc pas difficile, et ne diffère pas, dans le principe, de la construction d'une frise numérique. 

Sauf pour les éléments 57 à 71 et ceux de 89 à 103. Ces deux groupes d'éléments figurent traditionnellement dans une grille à part, en dessous, pour que le tableau soit plus facile à lire, vous voyez ?

Si l'on insérait cette section dans la grille d'ensemble, le tableau se trouverait prodigieusement allongé, et ne rentrerait plus dans le format "poster" de mon ancienne prof de physique ... 😉

Découvrons ensemble le tableau périodique, page 3

Bref, dans notre disposition carte à carte, les lanthanides et les actinides sont superposés :

C'est un détail sans doute, mais qui permet aux enfants de bien prendre conscience de l’emboitement de la "petite" grille dans la "grande", dans la mesure où on nous les présente toujours de manière séparée !

Cette petite particularité mise à part, la construction de notre tableau périodique n'est pas difficile, disions-nous, et ne diffère pas de celle de la frise numérique. 

Sauf qu'au passage, les enfants rencontrent le noms des éléments, dont certains commencent à être familiers, et pour chacun, de petites illustrations éclairantes et des exemples d'utilisation concrète - en bref, c'est une ébullition familiale, chacun y va de ses petites observations, et nous passons plus d'une heure à mettre en relation toutes les connaissances que nous sommes en train de construire. Sans compter que les enfants mettent un point d'honneur à lire et à comparer les informations inscrites sur leurs cartes Carpe Diem :

L'erbium ? Il est utilisé pour colorer le verre en rose et pour fabriquer des pierres précieuses artificielles. Le scandium ? On le trouve dans ces énormes lampes qui éclairent les stades de sport. Le silicium ? Il est présent naturellement dans le sable, l'argile, la lave, le verre et le quartz.

"Tiens, dit Antonin. Du quartz, on en a. On a aussi du sable et de l'argile. On n'a pas de lave, mais on a une géode. Tu crois qu'il y a du silicium, dans notre géode ?"

De petites vérifications s'imposent.

Qui nous révèlent que la plupart des ces éléments - du moins ceux des quatre premières lignes - sont présents dans notre environnement quotidien.

Le jeu s'est donc prolongé toute la journée - toute une journée durant laquelle nous sommes privés de table de cuisine, soit dit en passant ! Pourquoi mon Damoiseau ne s'est-il pas installé par terre, comme à son habitude ?? 😅

L'exercice consiste maintenant à essayer de trouver des objets dans notre maison qui contiennent l'un de ces fameux éléments. Bien sûr, certains sont très rares sur notre planète, mais vous verrez, si vous essayez, qu'il y a de quoi faire ! Parents, enfants, tout le monde y va de ses idées, cherchant, vérifiant, fouinant - encore une fois, cela nous a occupé tout au long de la journée, en pointillé. Nous quittions notre table périodique pour y revenir : "J'allais me brosser les dents, mais je réalise ! Notre dentifrice ne contient pas seulement du fluor, il contient du strontium, aussi !" ou "D'ailleurs, mes dents elles contiennent du calcium, non ? Alors, regarde, j'ai été chercher mes dents de lait ...". Et hop, nous déplaçons ou remplaçons un objet ...

Voici une liste non exhaustive des objets auxquels nous avons pensé - elle vous inspirera peut-être si vous voulez tenter l'expérience :

- Lithium : certaines piles plates. Avec un peu de chance, ce sera précisé sur l'emballage si vous l'avez gardé !

- Bore : Borax, pâte à modeler, slime.

- Carbone : Facile ! Charbon ou mine de crayon ... Tout vivant en contient, donc on peut mettre un fragment végétal, aussi. Ou un diamant. Bien sûr.

- Azote : une fiole remplie d'air !

- Oxygène : une fiole remplie d'air again !

- Fluor : dentifrice, fluorine (minéral), objet en téflon (tissu gore-tex, par exemple).

- Néon : certaines ampoules halogènes, souvent de couleur rouge/orange.

- Sodium : une pincée de gros sel ou une sodalite (minéral).

- Magnésium : du chocolat, quelques oléagineux ou légumes secs.

- Aluminium : papier d'aluminium (l'emballage du chocolat sus-mentionné !). Les sardines de tente, les aiguilles à tricoter, les crochets à crocheter, sont également en aluminium, ainsi que bon nombre de casseroles et d’ustensiles. En cas de doute, distinguez-le du fer à l’aide d’un aimant, il n’est pas magnétique ! Les miroirs de nos maison sont généralement fabriqués à partir d’une plaque de verre sur laquelle est appliquée une couche réfléchissante ou d’aluminium (ou d’argent, mais c'est plus rare, on comprend pourquoi !). Les pièces de 10, 20 et 50 centimes d’euros contiennent des traces d’aluminium. 

- Silicium : puces électroniques, roches, sables, argiles, sols (qui contiennent aussi de l'oxygène, de l'aluminium, du fer et du calcium !).

- Phosphore : allumettes.

- Soufre: les allumettes modernes n'en contiennent plus, visiblement ! Mais vous pouvez placez un oignon ou de l'ail (leurs parfums caractéristiques sont dû à des composés sulfureux) ou une pyrite si vous en avez dans votre collection de minéraux.

- Chlore : une fiole d'eau de piscine ou d'eau de javel. Sel.

- Argon : grosses ampoules (les petites étant généralement remplies de krypton et de xénon).

- Potassium : banane (le plus radio-actif de nos aliments !), potasse (l'engrais, oui !), ou sel de cuisine sans sel (chlorure de potassium).

- Calcium : dents, os, craie, calcite (minéral), coquillages ... ou fiole de lait.

- Scandium : lampes halogènes.

- Titane : c'est un métal très cher, donc il peu probable que vous en ayez sous le coude. Il entre tout de même dans la composition de certaines mèches de perceuse - elles ont alors un embout doré.

- Vanadium : outils de bricolage lambda. Émeraude (ben quoi ?).

- Chrome : éléments de robinetterie, couverts en acier inoxydables, émaux ou peintures, auxquels il donne leur couleur verte.

Attention, nous voilà arrivés aux métaux dit magnétiques - qui subissent l'attraction d'un aimant. Ils sont trois : le fer, le cobalt, et le nickel. Pour dire les choses clairement : approchez un métal quelconque d'un aimant, s'il est attiré, c'est qu'il contient l'un de ces trois composés.  À ce stade de notre recherche, Antonin a voulu savoir de quelle nature était les métaux qui l'entouraient et cette phase d'exploration a duré trèèèèèèès longtemps - je vous aurais prévenus !

Ha ! Notre cuillère est magnétique ! 😄

Zou, Antonin l'a rangé dans la famille "Nickel" et au passage il s'est demandé de quoi était fait l'aimant - de cobalt, visiblement. ❤

- Fer : il est hyper courant, vous ne pouvez guère vous tromper (mais vérifiez bien qu'il soit magnétique, donc !) mais il est rarement utilisé pur. Pensez à la fonte et à l'acier, qui sont des alliages de fer et de carbone : vis, écrou, rondelles de bricolage, limaille, pyrites (sulfure de fer), paille de fer (pour le nettoyage, vous voyez ? Il s'agit en fait de laine d'acier), lame de taille-crayons, prothèses dentaires (les bagues de l'appareil d'Antonin sont en acier), couverts, trombones, stylos billes, ciseaux. Les pièces de 1, 2 et 5 centimes d’euros sont en acier cuivré.

- Cobalt : mèches de fraiseuse ou de perceuse. Le verre bleu est teinté au cobalt.

- Nickel : Les pièces 1 euro (centre) et de 2 euros (couronne) contiennent du nickel. Les anciens francs français étaient en nickel, voilà une occasion de leur faire prendre l’air ! Tout bon inox est composé de nickel : coupe-ongle, pince à épiler, couverts. Les piles et les batteries rechargeables en contiennent également.

- Cuivre : tuyauterie en cuivre, fils électriques modernes recouverts de cuivre, petits objets en cuivre type dînette rétro ou moule à petits gâteaux. Le laiton (robinetterie, quincaillerie) est un alliage de cuivre et de zinc. Les pièces de 10, 20 et 50 centimes d’euros sont composées à 90 % de cuivre ; la couronne de celles de 1 et 2 euros en contiennent 75 %.

- Zinc : les boulons et les écrous sont presque toujours galvanisés avec du zinc. Et les penny américains renferment un noyau de zinc ! 

- Sélénium : noix du Brésil.

- Brome : sodas parfumés aux agrumes (qui contiennent une huile végétale au bromure !), certains tissus traités au tétrabromobisphénol A (certaines marques préfèrent traiter les vêtements d'enfants avec ce produit ignifuge plutôt que de s'interroger sur son impact sur la santé, mais bref).

- Strontium : certains dentifrices, célestine (minéral). 

- Zirconium : lames de couteaux en céramique (souvent blanches, elles sont très tranchantes, mais si fragiles, vous voyez ?). Disque de meule, papier de verre. "Faux diamants".

- Palladium : bijouterie.

- Argent : utilisé en bijouterie bien sûr, mais aussi en électronique (l’argent joue un rôle important dans chaque bouton marche/arrêt : interrupteur, télécommande …). Les photos couleurs, leurs négatifs ainsi que les radios contiennent de minuscules cristaux d’argent. Les panneaux photovoltaïques et les écrans plasma contiennent également de l’argent, mais ils risquent d’être un peu gros pour nos petites cartes !

- Cadmium : piles (c'est en raison de leur composition à base de cadmium qu'elles doivent être recyclées !).

- Étain : fil de soudure sans plomb, gobelet d'étain.

- Platine : bijoux.

- Or : Pépites d'or (collection de minéraux), bijoux, éléments de technologie de pointe. Il parait que si on entassait tous les téléphones portables du monde, on aurait sous les yeux 32 tonnes d'or pur !

- Plomb : petits plombs de pêche ou plombs lesteurs pour rideaux, balles (armurerie).

Bien des cases de notre tableau périodiques sont restées vides, bien sûr ! C'est parfait comme ça : sur notre planète, certains éléments sont plus rares et plus instables que d'autres ... Ainsi va la vie !

Je tiens à terminer cet article par une belle histoire - de celles qui font briller les yeux de mes enfants. Il s'agit de l'histoire de l'hélium - tiens, voilà une case qui reste vide, et à raison !

Les extra-terrestres existent, oui ! L'hélium, gaz noble, est un élément extra-terrestre, un vrai. Il tient son nom du dieu Soleil Hélios, car c'est en observant le Soleil que les scientifiques l'ont découvert. Bien qu'il soit le deuxième élément le plus abondant de l'univers, l'hélium est malheureux sur la Terre. La preuve : si on parvient à le capturer pour l'enfermer dans un ballon, que fait-il ? Il cherche à rentrer chez lui, dans l'espace lointain. Il s'envole pour ne plus revenir. ❤

Les sciences, c'est de la poésie, en fait. Dire que ma prof de Seconde m'avait caché ça ! 😅

 

❤❤ 

❤ 

 

Retrouvez les autres articles du blog sur le tableau périodique : 

 

- CLIC ! -

1. À la découverte du tableau périodique

2. Bibliok'lipop : la table périodique des éléments

3. Découvrir le tableau périodique en s'amusant !

4. Le puzzle du tableau périodique

5. Un tableau périodique concret

6. Six vite !

7. La structure de l'atome