Application aux ions monoatomiques
Objectif
L'atome de chlore n'existe pas seul dans la nature. Par
contre, on trouve des ions chlorure dans l'eau de mer.
Pourquoi et comment certaines espèces
s'ionisent-elles ?
1. Prévision de la charge des ions monoatomiques
D'après les règles du
duet et de l'octet, un atome cherche à
obtenir la configuration électronique (le
nombre d'électron(s) perdu(s) ou gagné(s)
doit donc être minimal) du gaz rare qui lui
est le plus proche.
Dans ces conditions, un atome peut donc perdre ou gagner des électrons. Un atome qui aura gagné des électrons sera un anion de charge négative (excès d'électrons par rapport aux protons) un atome qui aura perdu des électrons sera un cation de charge positive (excès de protons par rapport aux électrons).
Le nombre d'électron(s) perdu(s) ou gagné(s) constituera cette charge puisqu'un atome est toujours électriquement neutre.
Dans ces conditions, un atome peut donc perdre ou gagner des électrons. Un atome qui aura gagné des électrons sera un anion de charge négative (excès d'électrons par rapport aux protons) un atome qui aura perdu des électrons sera un cation de charge positive (excès de protons par rapport aux électrons).
Le nombre d'électron(s) perdu(s) ou gagné(s) constituera cette charge puisqu'un atome est toujours électriquement neutre.
2. Cas de l'atome de chlore
Considérons l'atome de chlore Cl dont le noyau est
noté : 
.
Cet atome est constitué de Z = 17 protons, l'atome se compose donc de 17 électrons. Son noyau contient 18 neutrons car son nombre de nucléons est : A = 35.
La répartition électronique est donc : (K)2(L)8(M)7.
La couche externe est la couche M, elle contient 7 électrons périphériques.
D'après la règle de l'octet, le chlore doit saturer sa couche externe pour obtenir la configuration externe du gaz rare le plus proche à savoir, l'argon de noyau :
qui contient 18 protons donc 18
électrons, soit une répartition
(K)2(L)8(M)8.
L'atome de chlore doit donc gagner un électron. Il va donc gagner une charge négative et se noter : Cl-, ion chlorure.
.Cet atome est constitué de Z = 17 protons, l'atome se compose donc de 17 électrons. Son noyau contient 18 neutrons car son nombre de nucléons est : A = 35.
La répartition électronique est donc : (K)2(L)8(M)7.
La couche externe est la couche M, elle contient 7 électrons périphériques.
D'après la règle de l'octet, le chlore doit saturer sa couche externe pour obtenir la configuration externe du gaz rare le plus proche à savoir, l'argon de noyau :
qui contient 18 protons donc 18
électrons, soit une répartition
(K)2(L)8(M)8.L'atome de chlore doit donc gagner un électron. Il va donc gagner une charge négative et se noter : Cl-, ion chlorure.
Attention : cet électron n'apparaît
pas spontanément, il a sans doute
été donné par atome qui a eu besoin
de perdre des électrons pour devenir stable et
adopter la structure du gaz rare qui lui est proche !
3. Cas de l'atome d'aluminium
Considérons l'atome d'aluminium Al dont le noyau est
noté : 
.
Cet atome est constitué de Z = 13 protons donc 13 électrons.
Son noyau contient également 14 neutrons car son nombre de nucléons est : A = 27. La répartition électronique est donc : (K)2(L)8(M)3.
La couche externe est la couche M, elle contient 3 électrons périphériques.
D'après la règle de l'octet, l'aluminium doit obtenir la configuration externe du gaz rare le plus proche à savoir le néon de noyau :
qui contient 10 protons donc 10
électrons, soit une répartition :
(K)2(L)8.
L'atome d'aluminium doit donc perdre trois électrons. Il va donc avoir un excès de trois protons et se noter : Al3+, ion aluminium.
.Cet atome est constitué de Z = 13 protons donc 13 électrons.
Son noyau contient également 14 neutrons car son nombre de nucléons est : A = 27. La répartition électronique est donc : (K)2(L)8(M)3.
La couche externe est la couche M, elle contient 3 électrons périphériques.
D'après la règle de l'octet, l'aluminium doit obtenir la configuration externe du gaz rare le plus proche à savoir le néon de noyau :
qui contient 10 protons donc 10
électrons, soit une répartition :
(K)2(L)8.L'atome d'aluminium doit donc perdre trois électrons. Il va donc avoir un excès de trois protons et se noter : Al3+, ion aluminium.
L'essentiel
Un atome cherche à adopter la structure
électronique externe du gaz rare qui lui est le plus
proche, au cours d'une réaction chimique.
Il peut y avoir transfert d'électrons entre atomes et formation d'ions.
Il peut y avoir transfert d'électrons entre atomes et formation d'ions.
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