Les atomes sont les éléments constitutifs de la matière. Selon le modèle planétaire, chacun est composé d'un noyau de protons positifs entouré d'un nuage d'électrons négatifs. Lorsque le nombre de protons et d'électrons est le même, l'atome n'a pas de charge électrique, bien qu'il ait toujours tendance à se combiner avec d'autres atomes pour obtenir une enveloppe externe stable d'électrons. Lorsque l'atome se combine avec un autre pour former un composé ionique, il perd ou gagne un ou plusieurs électrons et devient un ion chargé électriquement. Les atomes isolés dans cet état sont appelés ions monoatomiques. Les combinaisons d'atomes avec un ou plusieurs électrons manquants ou supplémentaires sont appelées ions polyatomiques.
Exemples d'ions monoatomiques
Le sel de table commun est un exemple familier du comportement des ions monoatomiques. Les ions monoatomiques qui composent le sel sont le sodium (Na+) et le chlore (Cl-). A l'état solide, les atomes de sodium et de chlore forment une structure cristalline dans laquelle chaque atome de sodium est entouré d'atomes de chlore et vice versa. Lorsque le sel se dissout dans l'eau, la structure se sépare en Na
D'autres exemples d'ions monoatomiques comprennent l'oxygène (O22-), qui peut se former lorsqu'un éclair ionise l'air lors d'un orage. Si l'azote s'ionise au cours de la même tempête, il a une charge de plus trois (N+3). Ce sont tous des ions monoatomiques, même s'ils ont une charge supérieure à 1, car ils sont composés d'un seul atome. Un ion avec une charge positive, comme Na+, est appelé un cation, tandis qu'un autre avec une charge négative, comme Cl-, est un anion.
Exemples d'ions polyatomiques
Les atomes peuvent se combiner pour former des composés ioniques. Un exemple classique est l'ion hydronium (H3O+), qui se forme lorsque vous dissolvez un acide dans l'eau. Ammonium (NH4+) est un autre ion polyatomique important avec une seule charge. Ces deux sont des cations. Des exemples d'anions polyatomiques à charge unique comprennent l'hydroxyde (OH-), qui se combine avec l'hydronium dans des réactions acido-basiques pour former de l'eau, et du nitrate (NO3-). Il existe de nombreux exemples d'ions polyatomiques multi-charges, y compris le carbonate (CO32-), sulfate (SO42-) et phosphate (PO43-).