Ion - Définition et Explications

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Introduction

Un ion est une espèce chimique électriquement chargée. Le terme vient de l'anglais, à partir de l'adjectif grec ἰόν (ion), se traduisant par « allant, qui va ».

La valeur de cette charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) est indiquée en exposant (Exposant peut signifier:) à la fin de la formule chimique de l'ion (Un ion est une espèce chimique électriquement chargée. Le terme vient de l'anglais,...), en multiple de la charge électrique (La charge électrique est une propriété fondamentale de la matière qui respecte le principe de...) élémentaire e.

Classification des ions

Les ions sont caractérisés par :

  • La nature de leur charge :
    • Cations : Ions chargés positivement
    • Anions : Ions chargés négativement
    • Zwitterions : Ions possédant en même temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) des charges positives et négatives : Acides aminés...
  • Le nombre d'atomes qui les composent :
    • Monoatomiques : Ions constitués d’un seul atome (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...)
    • Polyatomiques : Ions constitués de plusieurs atomes.
  • Leur dépendance du pH :
    • Ions forts : Complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou...) dissociés quel que soit le pH :
      • Anions : Sulfonate, Sulfate, halogénures…
      • Cations : Ammonium (L'ion ammonium (de formule NH4+) est un ion polyatomique de charge électrique positive (c'est...) quaternaire, Na+, K+, Mg2+, Ca2+
    • Ions faibles : Dissociation partielle dépendante du pH :
      • Anions : Carboxylate...
      • Cations : Ammoniums tertiaire, secondaire et primaire...


D'où la classification suivante des ions :

  • Cations monoatomiques : Ce sont des ions métalliques. Pour un même élément, les suffixes "eux" et "ique" sont utilisés. Le suffixe "ique" indique l'ion qui a la charge la plus élevée :
    • Na+, Pb2+
    • Ferreux : Fe2+
    • Ferrique : Fe3+...
  • Cations polyatomiques : Ce sont des ions non-métalliques. Ils sont généralement des sels d’onium obtenus par alkylation d’hétéroatomes :
    • Ammoniums, pyridinium, phosphoniums, sulfoniums...
  • Anions monoatomiques : Ils sont généralement obtenus par déprotonation d'hydracides :
    • Halogénures (fluorure, chlorure, bromure, iodure), sulfure (En chimie, un sulfure est un composé chimique ou la combinaison de soufre avec un degré...), séléniure, nitrure, carbure (Un carbure est un composé chimique du carbone avec un deuxième élément chimique...)...
  • Anions polyatomiques : Ils sont généralement obtenus par déprotonation d'oxacides. Pour les oxacides, les préfixes "hypo" et "per" et les suffixes "eux" et "ique" sont utilisés. Le préfixe 'hypo" et le suffixe "eux" indiquent les ions qui ont le nombre d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...) le plus faible. Les oxacides en "eux" deviennent des ions "ite" et les oxacides en "ique" deviennent des ions "ate" :
    • Hypochlorite
    • Nitrite (Les nitrites sont les sels de l'acide nitreux. L'acide nitreux est un acide instable de formule...), phosphorite, chlorite, bromite
    • Nitrate (Les nitrates (autrefois nommés nitre, souvent synonyme de salpêtre) sont les sels de...) NO-, sulfonate, sulfate SO2-, phosphate (Un phosphate, en chimie inorganique, est un sel d'acide phosphorique résultant de l'attaque...), phosphonates, chlorate, bromate, iodate, acétate, tosylate, triflate, carboxylates, carbonate, bicarbonate
    • Perchlorate (Les anions perchlorate ont pour formule ClO4- et sont disponibles commercialement sous la forme de...)...

Solides ioniques

Ces solides sont constitués d'un empilement alterné de cations et d'anions reliés par des liaisons dites « ioniques » ; la cohésion de l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) est assurée par les forces électrostatiques. Par exemple, le sel de table (chlorure de sodium) est un empilement d'ions chlorure et d'ions sodium (Le sodium est un élément chimique, de symbole Na et de numéro atomique 11. C'est un...).

Ces solides sont facilement solubles dans l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) ou d'autres solvants polaires, car les ions y sont facilement solvatés (dispersés parmi les molécules du solvant).

Histoire

Le nom « ion » a été donné, vers 1830, par Michael Faraday (Michael Faraday (Newington, 22 septembre 1791 - Hampton Court,...), aux espèces chimiques responsables de la conductivité électrique (La conductivité électrique est l'aptitude d'un matériau à laisser les charges électriques se...) des liquides. Il fallut attendre 1885 pour que le suédois Svante August Arrhenius (Svante August Arrhenius (19 février 1859 à Vik, Suède - 2 octobre 1927 à...) propose une explication du mécanisme de conduction, pour lequel il sera récompensé par le prix Nobel de chimie (Le prix Nobel de chimie est décerné une fois l'an, depuis 1901, par l'Académie...) en 1903.

Des faisceaux d’ions de haute énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) sont utilisés en physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) atomique, physique nucléaire (La physique nucléaire est la science qui étudie non seulement le noyau atomique en tant...) et physique des particules (La physique des particules est la branche de la physique qui étudie les constituants...) (voir accélérateur de particules). Des faisceaux de basse énergie sont utilisés dans l'analyse des surfaces (voir SIMS).

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