3. La formation des ions

1) Formation des ions à partir des atomes

Les atomes sont constitués d’électrons en mouvement autour d’un noyau. Lors de certains phénomènes (transformations chimiques, frottements mécaniques, exposition à des rayonnements) l’atome peut perdre un ou plusieurs électrons.
La perte d’électrons correspond également à une perte de charges négatives qui conduit à la formation d’un composé électriquement chargé: il s’agit d’un ions. Les électrons perdus par un atome ne peuvent subsister librement très longtemps et sont rapidement captés par un autre atome qui gagne des charges négatives et perd également sa neutralité électrique se transformant aussi en ion.

Un ion peut donc se former à partir d’un atome qui gagne ou perd un ou plusieurs électrons.

Remarques

• De tels ions qui se forment à partir d’un seul atome sont dits monoatomiques.
• Le nombre d’électrons autour d’un noyau peut changer mais le noyau n’est lui jamais modifié et conserve son nombre de charges positives initial.

2) Formation d’un cation

Un cation étant un ion positif il se forme à partir d’un atome qui perd des électrons.
En effet, après une perte d’électrons, les charges négatives deviennent moins nombreuses que les charges positives.

Exemple de la formation de l’ion aluminium
L’atome d’aluminium est composé :

• de 13 électrons qui portent au total 13 charges négatives.
• de 13 charges positives dans son noyau.

Cet atome peut perdre 3 électrons pour se transformer en ion aluminium qui est alors composé :

• de 13 – 3 = 10 électrons qui portent au total 10 charges négatives.
• de 13 charges positives dans son noyau ( le noyau n’est pas affecté par la perte des électrons)

Si l’on compare les charges positives et négatives on remarque que l’ion aluminium possède 3 charges positives en excès par rapport aux charges négatives (13 charges + et 10 charges -).
Cette charge en excès (aussi appelée charge excédentaire) est notée en exposant (en haut à droite) dans la formule de l’ion aluminium : Al³⁺ .

Schéma de transformation de l’atome d’aluminium en ion aluminium

Remarque
La formule d’un ion se forme toujours d’une manière analogue. On utilise le symbole de l’atome à partir duquel l’ion se forme puis on lui ajoute en exposant le nombre et le signe des charges en excès obtenu en comparant le nombre de charges positives et le nombre de charges négatives.

3) Formation d’un anion

Un anion étant un ion négatif il se forme à partir d’un atome qui gagne des électrons.
En effet, après un gain d’électrons, les charges négatives deviennent plus nombreuses que les charges positives.

Exemple de la formation de l’ion Chlorure
L’atome de chlore est composé :

• de 17 électrons qui portent au total 17 charges négatives.
• de 17 charges positives dans son noyau.

Cet atome peut gagner un électron pour se transformer en ion chlorure qui est alors composé :

• de 17 + 1 = 18 électrons qui portent au total 18 charges négatives.
• de 17 charges positives dans son noyau.

Si l’on compare les charges positives et négatives, on remarque que l’ion chlorure possède une charges négative en excès par rapport aux charges positives (17 charges + et 18 charges -).
La formule de l’ion chlorure est donc : Cl^– .

Schéma de transformation de l’atome de chlore en ion chlorure

4) Formule des principaux ions

Voici la formule chimique des principaux ions qui sont à connaître en classe de 3eme :

Ion sodium	Ion cuivre	Ion chlorure	Ion fer (II)	Ion fer (III)
Na+	Cu2+	Cl–	Fe2+	Fe3+

5) Les ions polyatomiques

Les ions peuvent également se former à partir d’ensembles de plusieurs atomes qui perdent ou gagnent un ou plusieurs électrons. Ces ions sont alors appelés des ions polyatomique ( poly = plusieurs et atomique dérive d’atome).

Exemples d’ions polyatomique

• L’ion sulfate de formule SO4^2-
• L’ion carbonate de formule CO3^2-

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