Les ions

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Un résumé des connaissances à maîtriser en classe de seconde.
La notion de pH.
Le pH est défini par la relation :
[ H3O+] = 10 - pH
[ H3O+] est la concentration molaire de l'ion hydronium.
Nb. [ X ] = concentration de l'élément X dans une solution.
Le pH mesure l'acidité d'un milieu :
- pH de 0 à 7 exclu ; solution acide
- pH égal à 7 ; milieu neutre
- pH supérieur à 7 ; milieu basique ou alcalin
Notion d'acide base. ( Bronsted )
 Une solution acide a un pH inférieur à 7. Elle est capable de
céder des ions H+ c'est à dire de céder des protons.
 Une solution basique a un pH supérieur à 7. Elle peut capter
des ions H+ c'est à dire qu'elle est avide de protons.
Atomes.
La matière qui nous entoure, qu’elle soit solide, liquide ou gazeuse,
est composée de petites unités appelées atomes.
 Ils sont formés par un noyau entouré d’électrons qui évoluent
dans des zones bien définies appelées couches. Ces électrons
se trouvent à des niveaux plus ou moins éloignés du noyau ce

qui fait qu’on parle de couches électroniques. Chaque couche
peut contenir un nombre donné d’électrons.
 Le noyau est chargé électriquement positivement, les charges
positives du noyau sont portées par des entités appelées
protons.
Chaque proton porte un charge égale à + 1.6 x 10-19 Coulomb.
 Chaque électron porte une charge élémentaire électrique
négative égale à : - 1.6 x 10-19 Coulomb.
 Comme les atomes sont électriquement neutres, on déduit que
dans le noyau, il y a autant de protons que d’électrons.
 On trouve également dans le noyau des particules appelées
neutrons, électriquement neutres et de masse voisine de celle
des protons.
 Pour un atome ;
Z est le numéro atomique = nombre de protons
A est le nombre de masse = nombre de nucléons
(nucléons = protons + neutrons )
z Symbole de l'atome
Par exemple :
le carbone a pour symbole C : 6C
A = nombre de particules dans le noyau =
12
Z = nombre d’électrons dans l'élément
carbone = 6
 Les atomes qui ont le même nombre de protons (même Z) mais
pas le même nombre de neutrons (et n’ont donc pas le même
A) sont appelés isotopes ex; pour l'hydrogène, le deutérium a
deux neutrons et le tritium trois neutrons au lieu d'un.
 La masse du neutron et celle du proton sont très supérieure à
celle de l’ électron ( le proton est près de 2000 fois plus
lourd que l'électron ), aussi la masse d’un atome est en
première approximation celle de son noyau.
Molécules.

Une molécule est un édifice chimique, électriquement neutre, formé
d’atomes de même nature ou pas et liés entre eux.
Il existe des molécules monoatomiques : formées d’un seul atome.
ex. : H2O, CH4, C, O2
Les corps purs.
 Substances constituées d’une seule sorte de molécules Il
existe des corps purs simples ou composés.
- un corps pur simple contient uniquement
les mêmes atomes liés ou pas entre eux.
ex. : C le carbone, H2 l’hydrogène
- un corps pur composé est fait de
plusieurs types d’atomes.
ex. : H2O l’eau, NH3 le gaz ammoniac.
 Un mélange de corps purs est fait d’un mélange de corps
simples ou composés qui par diverses méthodes peuvent être
séparés.
ex. : de l’eau salée = H2O, NaCl
Les ions
Atome ou molécule ayant perdu ou gagné un ou plusieurs électrons ;
on obtient une espèce chargée positivement ou négativement.
- un ion chargé négativement est dit « anion »
- un ion chargé positivement est dit « cation »
Le noyau n’est pas modifié.
 Les ions les plus stables ont des couches
électroniques complètes des octets.

 Il existe des ions polyatomiques ; ce sont de
véritables molécules chargées ; SO42-, MnO4-
 On appelle ions incompatibles des ions qui mit en
présence donnent des précipités, c'est-à-dire
qu'ils forment des composés insolubles.
Le tableau périodique.
Regroupe tous les éléments chimiques par ordre de
numéro atomique croissant . Il met en valeur certaines
propriétés. En effet, chaque colonne contient une
famille dans laquelle on retrouve les même
particularités .
 Les éléments sont classés par numéro atomique
croissant.
 Ceux qui ont le même nombre d’électrons sur leur
couche externe, sont disposés dans une même
colonne verticale pour donner une « famille » ; ils
ont des propriétés voisines.
 A chaque nouvelle couche électronique
correspond une nouvelle ligne du tableau (ou
période).
 Répartition électronique :
- Les électrons occupent des couches
successives (K, L , M …) correspondant à
des niveaux d’énergie différents
- Plus les électrons sont prés du noyau,
plus ils sont attirés donc difficiles à
arracher et inversement on définit ainsi :
Les éléments de la 1ère ligne ont
uniquement la couche K occupée. Celle-ci
ne peut contenir que 2 électrons au
maximum.

Ceux de la deuxième ligne ont leur couche
K saturée (à deux électrons) et la couche
L occupée par 1 à 8 électrons.
Ceux de la troisième ligne ont leur couche
K saturée (à 2 électrons), leur couche L
saturée (à 8 électrons), leur couche M
occupée par 1 à 8 électrons
 Il est donc important de connaitre la structure
électronique d’un atome, c’est à dire sa
répartition électronique, pour prévoir le nombre
de liaison qu’il est susceptible de faire.
 En examinant le tableau périodique on peut
prévoir d’autres propriétés :
- Les éléments qui ont une couche externe
totalement remplie sont très stables : pas
d’électron isolé donc réagissent peu. Ils se
trouvent dans la dernière colonne et sont
appelés gaz rares ( ils sont gazeux dans
les conditions standards).
- Dans l’avant dernière colonne, se
trouvent les halogènes. Ils leur manquent
un électron pour avoir la dernière couche
complète, ils sont donc très avides d’un
électron car la nature préfère les états
stables. On peut en déduire qu’il se lieront
facilement un fois ou bien qu’il
arracheront un électron dès que possible
pour donner un ion négatif, une fois
négatif.
- La première colonne du tableau
périodique contient les alcalins qui ont un
électron unique sur la couche externe. Le
moyen le plus rapide qui demande le moins