Si un atome, ou des atomes, a un nombre équilibré d’électrons (charge négative) et de protons (charge positive), ils sont globalement neutres. Toutefois, si elles ne sont pas équilibrés, ils seront facturés. Ces espèces chargées sont appelées ions.
qu’est Ce qu’un cation?
un cation a plus de protons que d’électrons, ce qui lui donne une charge nette positive. Pour qu’un cation se forme, un ou plusieurs électrons doivent être perdus, généralement arrachés par des atomes ayant une affinité plus forte pour eux., Le nombre d’électrons perdus, et donc la charge de l’ion, est indiqué après le symbole chimique, par exemple l’argent (Ag) perd un électron pour devenir Ag+, tandis que le zinc (Zn) perd deux électrons pour devenir Zn2+.
qu’est Ce qu’un anion?
un anion a plus d’électrons que de protons, ce qui lui donne une charge négative nette. Pour qu’un anion se forme, un ou plusieurs électrons doivent être gagnés, généralement éloignés des autres atomes ayant une affinité plus faible pour eux. Le nombre d’électrons gagnés, et donc la charge de l’ion, est indiquée après le symbole chimique, par exemple, le chlore (Cl) gagne un électron pour devenir Cl-, tandis que l’oxygène (O) gagne deux électrons pour devenir O2-.
Cation vs anion graphique
Les principales différences entre les cations et les anions sont résumées dans le tableau ci-dessous.
Les atomes métalliques retiennent une partie de leurs électrons de manière relativement lâche. Par conséquent, ils ont tendance à perdre des électrons et à former des cations. Inversement, la plupart des atomes non métalliques attirent les électrons plus fortement que les atomes métalliques, et gagnent ainsi des électrons pour former des anions., Par conséquent, lorsque les atomes d’un élément métallique et d’un élément non métallique se combinent, les atomes non métalliques ont tendance à éloigner un ou plusieurs électrons des atomes métalliques pour former des ions. Ces ions chargés de manière opposée s’attirent alors les uns les autres pour former des liaisons ioniques et produire des composés ioniques sans charge nette globale. Les exemples incluent le chlorure de calcium (CaCl2), l’iodure de potassium (KI) et l’oxyde de magnésium (MgO).
tableau périodique des cations et des anions
Il peut être possible de prédire si un atome formera un cation ou un anion en fonction de sa position sur le tableau périodique., Les halogènes forment toujours des anions, les métaux alcalins et les métaux alcalino-terreux forment toujours des cations. La plupart des autres métaux forment des cations (par exemple le fer, l’argent, le nickel), tandis que la plupart des autres non-métaux forment généralement des anions (par exemple l’oxygène, le carbone, le soufre). Cependant, certains éléments sont capables de former à la fois des cations et des anions dans les bonnes conditions. Un exemple est l’hydrogène, qui peut gagner (H -) ou perdre (h+) un électron, formant des composés d’hydrure tels que ZnH2 (où c’est un anion) et des composés d’hydron tels que H2O (où c’est un cation).,
Les éléments du groupe 18 du tableau périodique – les « gaz nobles”, ont tendance à ne pas former d’ions en raison de la disposition de leurs électrons qui les rend généralement non réactifs.
taille des cations et des anions
les Cations et les anions sont de différentes tailles dans le tableau périodique, comme on le voit dans cette vidéo.
en Utilisant les propriétés ioniques
propriétés Ioniques peuvent être exploitées par les chimistes pour une variété de fins., La chromatographie échangeuse d’ions par exemple repose sur l’affinité des molécules à séparer pour la phase stationnaire en fonction de leurs propriétés de charge pour permettre la séparation.
Les propriétés ioniques sont également au cœur du fonctionnement des batteries. Les Batteries ont deux électrodes en matériau conducteur, la cathode qui est l’extrémité positive où le courant électrique part/les électrons entrent, et l’anode où le courant électrique entre/ les électrons partent. Entre les électrodes se trouve un liquide électrolytique ou un gel qui contient des particules chargées – des ions., Comme cette substance ionique réagit avec les électrodes, elle génère un courant électrique. Dans les piles sèches à usage unique, le zinc est couramment utilisé comme anode tandis que le dioxyde de manganèse est un choix populaire pour la cathode à électrolyte. L’anode de zinc agit également en tant que conteneur de la batterie dans les batteries zinc-carbone de sorte qu’en s’oxydant pendant l’utilisation, le contenu peut commencer à fuir avec le temps.
Une pile sèche zinc-carbone (à gauche) et une pile alcaline (à droite).,
dans les batteries rechargeables, telles que de nombreuses batteries lithium-ion, ce processus chimique est réversible et la structure interne différente ce qui permet de recharger les batteries.