Introduction à la chimie
Objectif d’apprentissage
- Appliquer la connaissance de la liaison ionique pour prédire la formule des composés ioniques
Points clés
- La charge des cations et des anions dans un composé ionique peut être déterminée par la perte ou le gain d’électrons de valence nécessaires pour obtenir des configurations électroniques stables, des configurations électroniques stables de gaz noble.
- Le nombre de cations et d’anions qui sont combinés dans un composé ionique est le rapport le plus simple d’entiers entiers qui peuvent être combinés pour atteindre la neutralité électrique.
- Le cation précède l’anion tant dans la forme écrite que dans la formule.
Termes
- Ion polyatomiqueUn ion composé de plusieurs atomes.
- Formule empiriqueLe rapport le plus simple de nombres entiers entre les éléments dans la formule d’un composé.
- Gaz nobleTous les éléments du groupe 18 du tableau périodique, qui sont monatomiques et, à de très rares exceptions près, inertes, ou non réactifs.
- électriquement neutreUne charge nette de zéro, qui se produit lorsqu’un atome ou une molécule/composé n’a pas d’excédent ou de déficit d’électrons.
Composés ioniques
Une liaison ionique se forme par le transfert d’un ou plusieurs électrons de valence, généralement d’un métal à un non-métal, ce qui produit un cation et un anion qui sont liés par une force électrostatique attractive. À l’échelle macroscopique, les composés ioniques, tels que le chlorure de sodium (NaCl), forment un réseau cristallin et sont des solides aux températures et pressions normales.
La charge des cations et des anions est déterminée par le nombre d’électrons nécessaires pour obtenir des configurations électroniques stables de gaz rares. La composition ionique est alors définie par l’exigence que le composé résultant soit globalement électriquement neutre.
Par exemple, pour combiner le magnésium (Mg) et le brome (Br) afin d’obtenir un composé ionique, on note d’abord les configurations électroniques de ces atomes (niveau de valence en indiqué en italique) :
Mg : 1s22s22p63s2
Br : 1s22s22p63s23p63d104s24p5
Pour obtenir des configurations de gaz rares, l’atome de magnésium doit perdre ses deux électrons de valence, tandis que l’atome de brome, qui possède 7 électrons de valence, a besoin d’un électron supplémentaire pour remplir sa coquille externe. Par conséquent, pour que le composé résultant soit neutre, deux anions de brome doivent se combiner avec un cation de magnésium pour former du bromure de magnésium (MgBr2). En outre, bien que n’importe quel rapport de 2 atomes de brome pour 1 atome de magnésium satisfasse aux deux exigences ci-dessus, la formule des composés ioniques est généralement présentée comme la formule empirique, ou le rapport le plus simple de nombres entiers d’atomes avec des nombres entiers positifs.
Notez que le cation précède toujours l’anion, tant dans la forme écrite que dans les formules. À l’écrit, si le nom du cation est généralement le même que celui de l’élément, le suffixe des anions à un seul atome est changé en -ide, comme dans le cas du chlorure de sodium. Si l’anion est un ion polyatomique, son suffixe peut varier, mais il est généralement -ate ou -ite,comme dans les cas du phosphate de sodium et du nitrite de calcium, selon l’identité de l’ion.
Plus d’exemples :
- Fluorure de lithium : Li+ et F- se combinent pour former LiF
- Chlorure de calcium : Ca2+ et Cl- se combinent pour former CaCl2
- Oxyde de fer (II) : Fe2+ et O2- se combinent pour former FeO
- sulfure d’aluminium : Al3+ et S2- se combinent pour former Al2S3
- sulfate de sodium : Na+ et SO42- se combinent pour former Na2SO4
- phosphate d’ammonium : NH4+ et PO43- se combinent pour former (NH4)3PO4
- Chlorite de potassium : K+ et ClO2- se combinent pour former KClO2
Résumé de la vidéo
.