Cation : Ion positif formé par perte d'un ou plusieurs électrons
- Déterminer la configuration électronique de l'atome
- Identifier les électrons de valence
- Prévoir la perte d'électrons pour atteindre la structure stable
- Calculer la charge finale
Z = 11 → 11 protons, 11 électrons dans l'atome neutre
Na : K²L⁸M¹
1 électron de valence sur la couche M
Pour atteindre la structure du gaz noble précédent (néon), Na perd 1 électron
11 protons (+11) - 10 électrons (-10) = +1
\(Na \rightarrow Na^+ + e^-\)
L'atome de sodium perd 1 électron pour former l'ion Na⁺ : \(Na \rightarrow Na^+ + e^-\)
• Métaux alcalins : Perdent 1 électron → charge +1
• Stabilité : Atteindre configuration de gaz noble
• Configuration finale : K²L⁸ comme néon
Anion : Ion négatif formé par gain d'un ou plusieurs électrons
Z = 17 → 17 protons, 17 électrons dans l'atome neutre
Cl : K²L⁸M⁷
7 électrons de valence sur la couche M
Pour atteindre la structure du gaz noble suivant (argon), Cl gagne 1 électron
17 protons (+17) - 18 électrons (-18) = -1
\(Cl + e^- \rightarrow Cl^-\)
Cl⁻ : K²L⁸M⁸ (comme argon)
L'atome de chlore gagne 1 électron pour former l'ion Cl⁻ : \(Cl + e^- \rightarrow Cl^-\)
• Halogènes : Gagnent 1 électron → charge -1
• Non-métaux : Tendance à gagner des électrons
• Stabilité : Atteindre 8 électrons de valence (règle de l'octet)
Charge d'un ion : Différence entre le nombre de protons et d'électrons
Z = 12 → 12 protons dans le noyau
Mg : K²L⁸M²
2 électrons de valence sur la couche M
Pour atteindre la structure de néon, Mg perd 2 électrons
Protons = 12, Électrons = 10
Charge = 12 - 10 = +2
Mg²⁺ : K²L⁸ (comme néon)
\(Mg \rightarrow Mg^{2+} + 2e^-\)
L'ion Mg²⁺ a une charge de +2 car il possède 12 protons et 10 électrons
• Charge = protons - électrons
• Métaux alcalino-terreux : Perdent 2 électrons → charge +2
• Stabilité : Atteindre configuration de gaz noble
Configuration électronique : Répartition des électrons sur les différentes couches
Z = 8 → 8 protons, 8 électrons dans l'atome neutre
O : K²L⁶
6 électrons de valence sur la couche L
O gagne 2 électrons pour atteindre la structure de néon
8 + 2 = 10 électrons
K : 2 électrons (maximum)
L : 8 électrons (10 - 2 = 8)
O²⁻ : K²L⁸ (comme néon)
La configuration électronique de O²⁻ est K²L⁸
• Non-métaux : Gagnent des électrons pour atteindre octet
• Oxygène : Gagne 2 électrons → charge -2
• Configuration finale : Identique au gaz noble suivant
Configuration électronique stable : Couche de valence complètement remplie
He : K² (2 électrons)
Ne : K²L⁸ (8 électrons)
Ar : K²L⁸M⁸ (8 électrons sur la couche externe)
Couche de valence complète → configuration stable
Aucun besoin de gagner ou perdre des électrons
Très élevée → difficile d'enlever des électrons
Presque nulle → aucune tendance à capter des électrons
Très peu réactifs → inertes chimiquement
Certains gaz nobles peuvent réagir sous conditions extrêmes (Xe, Kr)
Les gaz nobles ne forment pas d'ions car leur couche de valence est complète, donnant une structure électronique très stable
• Octet complet : Configuration électronique stable
• Inertie chimique : Pas de tendance à former des ions
• Énergie d'ionisation élevée : Difficile de modifier la structure
Taille ionique : Dépend du nombre d'électrons et de la charge nucléaire
Na : K²L⁸M¹
3 couches électroniques
Na⁺ : K²L⁸
2 couches électroniques (comme néon)
Na⁺ : 11 protons attirent 10 électrons
Na : 11 protons attirent 11 électrons
Moins d'électrons → moindre répulsion électron-électron
Charge positive → attraction plus forte des électrons restants
Na⁺ est plus petit que Na
Na⁺ : rayon ≈ 95 pm
Na : rayon ≈ 186 pm
Les cations sont généralement plus petits que leurs atomes parents
Na⁺ est plus petit que Na car il a perdu un électron de valence et la charge positive attire plus fortement les électrons restants
• Cations : Plus petits que les atomes parents
• Anions : Plus gros que les atomes parents
• Charge positive : Réduit la taille ionique
Métal du groupe 13 : Perd ses électrons de valence pour atteindre stabilité
Z = 13 → 13 protons, 13 électrons dans l'atome neutre
Al : K²L⁸M³
3 électrons de valence sur la couche M
Pour atteindre la structure du gaz noble précédent (néon), Al perd 3 électrons
13 protons (+13) - 10 électrons (-10) = +3
Al³⁺ : K²L⁸ (comme néon)
\(Al \rightarrow Al^{3+} + 3e^-\)
L'aluminium perd 3 électrons pour former Al³⁺ : \(Al \rightarrow Al^{3+} + 3e^-\)
• Groupe 13 : Perd 3 électrons → charge +3
• Configuration stable : Atteindre structure de gaz noble
• Électronégativité : Faible, favorise la perte d'électrons
Non-métal du groupe 16 : Gagne des électrons pour atteindre l'octet
Z = 16 → 16 protons, 16 électrons dans l'atome neutre
S : K²L⁸M⁶
6 électrons de valence sur la couche M
Pour atteindre la structure du gaz noble suivant (argon), S gagne 2 électrons
16 protons (+16) - 18 électrons (-18) = -2
S²⁻ : K²L⁸M⁸ (comme argon)
\(S + 2e^- \rightarrow S^{2-}\)
Le soufre gagne 2 électrons pour former S²⁻ : \(S + 2e^- \rightarrow S^{2-}\)
• Groupe 16 : Gagne 2 électrons → charge -2
• Règle de l'octet : Atteindre 8 électrons de valence
• Électronégativité : Élevée, favorise le gain d'électrons
Nombre d'électrons dans un ion : Électrons de l'atome neutre ± électrons gagnés/perdus
Z = 20 → 20 protons, 20 électrons dans l'atome neutre
Ca : K²L⁸M⁸N²
2 électrons de valence sur la couche N
Ca perd 2 électrons de valence
Électrons dans Ca²⁺ = 20 - 2 = 18 électrons
Ca²⁺ : K²L⁸M⁸ (comme argon)
18 électrons = 2 + 8 + 8 ✓
L'ion Ca²⁺ contient 18 électrons
• Nombre d'électrons = Z - charge
• Métaux alcalino-terreux : Perdent 2 électrons
• Configuration stable : Atteindre structure de gaz noble
Métal alcalin : Tend à perdre un électron pour atteindre la configuration stable
Z = 19 → 19 protons, 19 électrons dans l'atome neutre
Potassium (K) : période 4, groupe 1
K : K²L⁸M⁸N¹
1 électron de valence sur la couche N
Métal très réactif, électronégativité faible
Pour atteindre la structure du gaz noble précédent (argon), K perd 1 électron
19 protons (+19) - 18 électrons (-18) = +1
L'ion formé par le potassium a une charge de +1 : K⁺
• Métaux alcalins : Perdent 1 électron → charge +1
• Réactivité : Très élevée, tendance marquée à former cations
• Configuration finale : Identique au gaz noble précédent
