Les ions monoatomiques et les isotopes
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• un atome qui a gagné un ou plusieurs électrons sur sa couche externe est un ion monoatomique chargé négativement appelé anion.
• un atome qui a perdu un ou plusieurs électrons est un ion monoatomique chargé positivement appelé cation.
Le nombre d'électrons perdu(s) ou gagné(s) constitue la charge de l’ion.
Exemple : l'ion Calcium est Ca2+
Il est chargé positivement : c'est un cation
Il a perdu 2 électrons : sa charge est 2+.
Quand on parle d’ion, on s’intéresse à la structure électronique de l’atome.
Les ions peuvent être identifiés grâce à des tests caractéristiques.
• Pour les atomes dont le numéro atomique est inférieur ou égal à 4, c’est la règle du duet qui l’emporte.
• Pour les atomes dont le numéro est strictement supérieur à 4, c’est la règle de l’octet qui prévaut.
Exemple : Le lithium
, dont le numéro atomique
est Z = 3 , va avoir tendance à perdre un
électron selon la règle du « duet
» pour conduire à l’ion
Li+.De la même façon, le fluor
dont le numéro atomique
est Z = 9 , va avoir tendance à gagner un
électron selon la règle de l’octet
pour conduire à l’ion F-.• Sous sa forme solide, c'est-à-dire atomique de formule Mg(s), il s’enflamme spontanément en présence d’eau.
• Sous sa forme ionique : Mg2+, il est complètement soluble dans l’eau.
Donc 2 formes différentes d’un même élément chimique évoluent différemment lors d’une même réaction chimique, d’où l’importance de connaître la forme de l’élément chimique utilisé.
Un même élément chimique c'est-à-dire de même symbole, possède plusieurs formes isotopiques :
Exemple : L’élément hydrogène de symbole H a 3 isotopes connus:
: Il comporte 1proton et
aucun neutron. On l’appelle communément le
noyau hydrogène car c’est la forme la plus
abondante dans la nature.
: Il comporte 1 proton et 1
neutron. On l’appelle le noyau deutérium.
: Il comporte 1 proton et 2
neutrons. On l’appelle le noyau tritium.Les deux dernières formes sont très peu abondantes dans la nature.
De même, l’élément oxygène comporte plusieurs formes isotopiques :
, 
Dans la classification périodique, l’isotope choisi pour représenter l’élément chimique est celui de l’isotope le plus abondant dans la nature :
Pour l’élément hydrogène, c’est :
.Pour l’élément carbone, c’est
.Les isotopes possèdent les mêmes propriétés chimiques, car leur structure électronique est identique, mais des propriétés physiques (température de fusion, d’ébullition, etc...) et nucléaires (radioactivité) différentes.
• Les ions peuvent exister sous 2 formes:
- cationiques (s’ils perdent un ou plusieurs électrons) : ils sont chargés positivement.
- anioniques (s’ils gagnent un ou plusieurs électrons) : ils sont chargés négativement.
Quant aux noyaux isotopes, ils ont le même nombre de protons Z mais un nombre de neutrons différents. Ceci constitue les différentes formes isotopiques d’un même élément chimique.
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