Les atomes ont le désir de perdre ou de gagner un électron afin d'être stables. Une fois qu'ils ont gagné ou perdu des électrons, ils ont une charge qui leur est associée puisque leurs nombres d'électrons et de protons ne s'équilibrent plus. Mais qu'est-ce qui détermine ce qui arrive aux électrons d'un atome? Tout a à voir avec le nombre d'électrons dans la couche de valence d'un atome.
Combien d'électrons possède un atome ?
Pour connaître le nombre d'électrons d'un atome, il suffit de regarder le numéro atomique. Le nombre de électrons = le numéro atomique. Le chlore, par exemple, a un numéro atomique de 17. Cela signifie qu'il a 17 électrons.
Que le chlore perde ou gagne ou non des électrons dépend de la façon dont ces 17 électrons sont configurés autour du noyau.
Configuration électronique
La perte ou le gain d'électrons a lieu afin de rendre un atome plus stable. Dès que ce processus se produit, il ne s'appelle plus un atome mais un ion.
Vous pouvez penser aux électrons ordonnés en anneaux autour du noyau d'un atome. Le premier anneau doit contenir deux électrons pour être plein. Le suivant doit en contenir huit. En général, une fois la couche de valence pleine, l'atome est content. Il ne veut ni gagner ni perdre un électron.
Qu'est-ce que la coquille de Valence d'un atome?
le coquille de valence est la couche externe d'électrons entourant un atome. Le nombre d'électrons dans cette couche est important pour déterminer comment l'atome réagira et quelle pourrait être la charge de l'ion.
La plupart des éléments auxquels vous pensez le plus souvent en cours de biologie et de chimie ont besoin de huit électrons dans leur couche de valence pour être stables. C'est ce qu'on appelle le règle de l'octet.
Supposons que vous sachiez qu'un atome a 10 électrons (saurez-vous déterminer de quel élément il s'agit ?). Combien y en aurait-il dans la coquille de valence? D'abord, vous enlevez deux sur 10 puisque le premier anneau a 2 élections. Cela laisse huit électrons. Cela signifie que dans la couche de valence il y a huit électrons et que la couche de valence est pleine.
Si la coquille de valence est pleine, rien ne se passera. L'atome ne s'ionisera pas. En conséquence, il n'y aura aucune charge sur l'atome.
Dans cet exemple, vous avez du néon (avez-vous compris que c'était du néon ?). Le néon a une coque à valence complète et n'a donc pas de charge. Alors, que se passe-t-il lorsque la coquille de valence n'est pas pleine ?
Devenir un Ion
Les atomes veulent avoir une coquille de valence complète, et ils veulent le faire aussi facilement que possible.
Par exemple, revoyez le chlore. Il a 17 électrons. Combien sont dans la valence? Les deux premiers niveaux seront pleins de 10 électrons. Cela signifie qu'il reste sept électrons dans la couche de valence. Cela signifie que le chlore veut gagner un électron afin d'avoir une couche de valence complète. Une fois qu'il gagne un électron, qu'arrive-t-il à la charge ?
Pour commencer, les électrons et les protons sont équilibrés. Le chlore a 17 électrons (une charge de -17) et 17 protons (une charge de +17), donc la charge globale est nulle. Une fois que le chlore gagne un électron, cependant, le total devient juste -1 puisqu'il y a maintenant 18 électrons et toujours 17 protons. En conséquence, le chlore est un ion chargé négativement. Il s'écrit: Cl-.
Les ions chargés négativement sont appelés anions. Et les ions chargés positivement? Ils s'appellent cations. Jetez un œil à cet exemple de la façon dont un cation se forme :
Le magnésium est de numéro atomique 12. Cela signifie qu'il a 12 électrons et 12 protons. Maintenant, comment les élections sont-elles configurées et combien d'électrons sont dans la couche de valence ?
Les deux premières coquilles sont pleines, la première avec deux électrons et la seconde avec huit. Il ne reste que deux électrons dans la couche de valence. Maintenant, les atomes pourraient gagner six électrons pour en faire huit pour une coque pleine, ou ils pourraient en perdre deux pour en faire une coque pleine. La deuxième façon est beaucoup plus facile. En conséquence, le magnésium perd deux électrons.
Après avoir perdu deux électrons, la charge sur l'atome devient +2 puisqu'il y a maintenant 10 électrons (-10) et 12 protons (+12). Il s'écrit: Mg2+.
Charge ionique et tableau périodique
Il y a une tendance à la formation d'ions sur le tableau périodique. Les groupes 1, 2, 13 et 14 ont tendance à devenir chargés positivement. Cela signifie qu'ils préféreraient perdre quelques électrons pour obtenir une couche de valence complète.
Les groupes 15, 16 et 17 ont tendance à avoir une charge négative car ils préfèrent gagner des électrons pour obtenir une couche de valence complète.
Enfin, dans le groupe 18, se trouvent les gaz rares. Ces éléments ont déjà une coque de valence complète. Pour cette raison, ils sont peu susceptibles de perdre ou de gagner un électron et sont extrêmement stables.