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Ce résumé de cours est consacré à étudier le composé ionique.
Pour commencer, nous définirons le composé chimique, l'ion et explorerons à la fois les cations et les anions.
Ensuite, nous présenterons la définition d'un composé ionique et ses propriétés.
Nous examinerons ensuite la solution et la liaison ionique avant de passer à la formule ionique.
Puis, nous apprendrons à nommer les composés ioniques avant d'explorer les ions polyatomiques.
Enfin, nous présenterons la différence entre une liaison ionique et covalente.
Qu'est-ce qu'un composé chimique ?
Un composé chimique est une substance chimique composée de nombreuses molécules identiques (ou entités moléculaires) contenant des atomes de plus d'un élément chimique et maintenue ensemble par des liaisons chimiques.
Une molécule constituée d'atomes d'un seul élément n'est donc pas un composé. Un composé peut être transformé en une substance différente par une réaction chimique, qui peut impliquer des interactions avec d'autres substances. Au cours de ce processus, les liaisons entre les atomes peuvent être rompues et/ou de nouvelles liaisons peuvent être formées.
Ions
Le terme "ion" peut être utilisé pour désigner des atomes ou des molécules auxquels sont associées des charges nettes non nulles.
Un ion est une espèce chimique qui possède une charge positive ou négative d'une certaine ampleur.
Par conséquent, tous les ions ont, soit un plus grand nombre de protons que d'électrons dans leur structure atomique ou moléculaire globale, soit un plus grand nombre d'électrons que de protons dans leur structure atomique/moléculaire.
Les ions positifs et négatifs ont des noms particuliers. Les ions positifs sont appelés cations et les ions négatifs sont appelés anions.
Cations
Les cations sont des ions chargés positivement \( (+) \) . Leur charge positive provient du fait qu'ils ont plus de protons que d'électrons. Ils se forment lorsqu'un atome souvent neutre perd un ou plusieurs électrons.
Par exemple, dans le symbole chimique \( Ca^{2+} \) , \( 2 \) est le nombre de la charge, c'est-à-dire que la formule contient un cation de charge \( +2 \) . Si aucun chiffre ne précède le signe plus, il est supposé être \( 1 \) .
Anions
Les anions sont des ions chargés négativement \( (-) \) . Leur charge négative provient du fait qu'ils ont plus d'électrons que de protons. Ils se forment lorsqu'un atome neutre gagne un ou plusieurs électrons.
Comme les cations, les anions sont également symbolisés par le nombre correspondant à leur charge, précédé d'un signe moins. Par exemple, le symbole du chlore \( Cl^{-} \) porte une seule charge négative.
Un moyen rapide de se rappeler que les anions sont chargés négativement est de considérer le \( N \) d'aNion comme négatif et le \( t \) de caTion comme un signe \( + \) .
Qu'est-ce qu'un composé ionique ?
Un composé ionique est un type de composé chimique dans lequel les ions de charge opposée d'un métal et d'un non-métal sont attirés l'un vers l'autre pour former une liaison ionique.
Le composé formé à partir des ions liés aura des propriétés très différentes de celles des éléments qui le composent.
Propriétés d'un composé ionique
Les composés ioniques ont les propriétés suivantes :
- Ils présentent de fortes attractions électrostatiques ;
- Ils sont durs et cassants ;
- Les composés ioniques ont une structure cristalline ;
- Les composés ioniques ont des points de fusion et d'ébullition élevés ;
- Les composés ioniques ne peuvent conduire l'électricité que lorsqu'ils sont dans des liquides ou dissous.
Solutions ioniques
Une solution ionique est définie comme une solution de cations et d'anions généralement aqueuse.
Liaison ionique
Lorsqu'une liaison se forme entre un cation et un anion, on parle de liaison ionique. Les liaisons ioniques se produisent lorsque le cation donne des électrons à l'anion de manière à ce qu'ils puissent tous deux disposer d'une couche électronique externe complète.
Une liaison ionique est une attraction électrostatique entre deux ions de charges opposées, formée lorsqu'un atome transfère des électrons à un autre.
Par exemple, lorsque le sodium \( (Na) \) se lie au chlore \( (Cl) \) pour former le composé \( NaCl \) , l'ion sodium \( (Na^{+}) \) donne un électron à l'ion chlore \( (Cl^{-}) \) .
Le sodium possède un électron de valence, tandis que le chlore en possède sept. Ils souhaitent tous deux avoir une couche électronique externe complète et devenir plus stables. Le sodium se débarrasse donc de son électron unique dans la couche externe et le donne au chlore, car le chlore a besoin d'un électron pour remplir sa couche externe.
Même les atomes aiment aider les autres en donnant ce dont ils n'ont pas besoin à ceux qui en ont besoin !
Qu'est-ce qui maintient les ions dans une liaison ionique ? Les forces électrostatiques entre le métal et le non-métal maintiennent les atomes ensemble dans une liaison ionique !
Les ions métalliques perdent des électrons pour former des cations, tandis que les non-métaux gagnent des électrons pour former des anions.
Formule ionique
Une formule ionique comprend les symboles de chaque atome et le nombre d'atomes présents (l'indice) dans le composé. La formule représente un composé neutre. La charge totale de chaque atome doit s'annuler.
Comment nommer les composés ioniques ?
Pour nommer les composés ioniques, il existe des règles spécifiques à respecter :
- Les composés ioniques s'écrivent toujours sous la forme suivante : anion + cation ;
- Si le cation a plus d'une charge, nous devons écrire la charge positive en utilisant des chiffres romains. Il faut toujours indiquer le nombre d'oxydation, sauf pour les groupes \( 1 \) , \( 2 \) et \( Al^{3+} \) , \( Zn^{2+} \) , \( Ag^{+} \) et \( Cd^{2+} \) . Par exemple, si nous avons \( Fe^{3+} \) , nous écrirons son nom comme \( Fer (III) \) , mais si nous avons \( Zn^{2+} \) , nous écrirons son nom comme Zinc.
- L'anion conservera le début de son nom, mais \( -yde \) doit être ajouté à la fin.
Pour faciliter les choses, prenons un exemple !
Nomme le composé suivant : \( Na_2O \)
Le sodium étant considéré comme un cation et l'oxygène comme un anion, ils formeront un composé ionique ! Suivons donc les règles ci-dessus et nommons ce composé !
Le nom de notre composé sera oxygène (anion) + sodium (cation)
Remarque que dans ce cas, le cation, qui est le sodium, n'a pas plus d'un \( +1 \) parce que le " \( 2 \) " à côté de \( Na \) provient en fait de l'oxygène. L'oxygène fait partie du groupe \( 16 \) et a besoin de deux électrons de valence pour remplir sa couche externe, ce qui lui confère une charge de \( -2 \) .
L'anion oxygène conservera le début de son nom, mais nous devons ajouter \( -yde \) à la fin. Le nom final du composé sera donc Oxyde de sodium !
Ions polyatomiques
Eh bien, c'était assez facile ! Malheureusement, tous les composés ne sont pas aussi faciles à nommer. Lorsque nous rencontrons des ions polyatomiques, la dénomination est légèrement différente.
La plupart des ions polyatomiques courants sont chargés négativement (anions), à l'exception de l'ion ammonium \( (NH_4^{+}) \) et des ions mercure \( (I) \) \( (Hg_2^{2+}) \) . Lorsque des ions polyatomiques sont présents, ils conservent toujours leur nom ! La façon la plus simple de nommer les composés impliquant des ions polyatomiques est donc de mémoriser leur nom !
Les ions polyatomiques sont formés lorsque deux atomes ou plus s'assemblent.
Examinons quelques problèmes impliquant des ions polyatomiques.
Nomme le composé ionique suivant : \( CoCO_3 \)
Remarque tout d'abord que \( CO_3 \) est un anion polyatomique : \( CO_3^{2-} \) . Le cobalt \( (Co) \) est un métal de transition, il peut donc avoir plusieurs charges. Comme il y a une charge \( -2 \) sur \( CO_3^{2-} \) , nous pouvons supposer que la charge du \( Co \) est \( +2 \) . En d'autres termes, \( Co^{2+} \) cède deux électrons de valence et \( CO_3^{2-} \) accepte deux électrons de valence.
Étant donné qu'un anion polyatomique est présent, nous devons conserver son nom. En consultant la liste des ions polyatomiques, nous savons que le nom de \( CO_3^{2-} \) est carbonate. Le nom de ce composé sera donc anion polyatomique + \( Co^{2+} \) métal : \( Carbonate \ de \ cobalt (II) \) .
Les ions polyatomiques peuvent former des composés les uns avec les autres, comme le montre ci-dessous le carbonate d'ammonium \( NH_4CO_{3}^{-} \) :
Fig. 1- Structure du carbonate d'ammonium.
Chaque ion ammonium \( NH_{4}^{+} \) a une charge de \( +1 \) , alors que le carbonate, comme nous l'avons observé précédemment, a une charge de \( −2 \) . Chaque ion ammonium se lie à un côté de l'ion carbonate.
Liaison covalente
Lorsque des non-métaux sont assemblés par des liaisons covalentes, ils forment des composés moléculaires. Au lieu qu'un cation cède ses électrons à un anion, comme c'est le cas dans la liaison ionique, la liaison covalente consiste à partager les électrons de valence entre deux atomes.
Une liaison covalente est une liaison formée par une paire d'électrons partagée.
Détermine si les composés suivants sont ioniques ou moléculaires :
- \( Cu(NO_3)_2 \)
- \( CCl_4 \)
- \( (NH_4)_2SO_4 \)
Pour répondre à cette question, tu dois savoir ce qui fait qu'un composé est ionique ou moléculaire. Nous avons dit précédemment que les composés ioniques sont constitués d'un cation et d'un anion, tandis que les composés moléculaires possèdent des liaisons covalentes.
\( Cu(NO_3)_2 \) est un composé ionique, car \( Cu^{2+} \) est un cation et \( NO_3^{-} \) est un anion polyatomique connu sous le nom de carbonate.
\( CCl_4 \) est un composé moléculaire, car \( C \) et \( Cl \) sont des non-métaux liés par des liaisons covalentes.
Bien que \( (NH_4)_2SO_4 \) ressemble à un composé moléculaire, n'oublie pas que l'ion ammonium \( (NH_4^+) \) est considéré comme un cation polyatomique et que \( SO_4^{2-} \) est un anion polyatomique. Puisque nous avons un cation et un anion, nous pouvons dire que \( (NH_4)_2SO_4 \) est un composé ionique.
Composé ionique - Points clés
- Lorsque des atomes de plus d'un élément se lient ensemble dans un rapport fixe, ils forment un composé chimique.
- Un ion est une espèce chimique qui possède une charge positive ou négative.
- Les composés ioniques sont constitués d'ions positifs, appelés cations, et d'ions négatifs, appelés anions, maintenus ensemble par des liaisons ioniques.
- Une liaison ionique est un type de liaison qui se forme entre un métal et un non-métal.
- Une solution ionique est définie comme une solution de cations et d'anions généralement aqueuse.
- Une formule ionique comprend les symboles de chaque atome et le nombre d'atomes présents en indice dans le composé.
- Les ions polyatomiques sont formés lorsque deux atomes ou plus s'assemblent.
- Une liaison covalente est un type de liaison qui se produit entre deux non-métaux.
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Questions fréquemment posées en Composé ionique
Quels sont les composés ioniques ?
Les composés ioniques sont des composés chimiques constitués d'ions de charge opposée, dans lequel le transfert d'électrons, ou liaison ionique, maintient les atomes ensemble.
Comment nommer un composé ionique ?
Pour nommer un composé ionique
- Détermine les charges des cations et des anions ;
- Les composés ioniques sont nommés en indiquant d'abord l’anion, puis le cation ;
- Prends le nombre de charges cationiques et place-le en indice de l'anion ;
- Prends le nombre de charges anioniques et place-le en indice du cation.
Quelle est la charge d'un composé ionique ?
La charge d'un composé ionique est nulle, ils contiennent des ions chargés positivement et négativement dans un rapport qui aboutit à une charge globale de zéro.
Comment savoir si un composé est ionique ou covalent ?
Pour savoir si un composé est ionique ou covalent, remarque les éléments qui le composent.
Les composés ioniques sont (généralement) formés lorsqu'un métal réagit avec un non-métal (ou un ion polyatomique). Les composés covalents sont formés lorsque deux non-métaux réagissent l'un avec l'autre.
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