Liaison ionique

Fichier:Ionic bonding.svg

Configuration électroniques du lithium et du fluor. Le lithium a un électron dans sa couche de valence alors que le fluor en a sept. Si un électron est transféré du lithium au fluor, les deux atomes deviennent des ions qui possèdent la configuration électronique d'un gaz rare. Ces deux ions de charge opposée s'attirent d'où le concept de liaison ionique.

Une liaison ionique (ou liaison électrovalente) est un type de liaison chimique qui peut être formé par une paire d'atomes possédant une grande différence d'électronégativité (par convention, supérieure à 1,7) typiquement entre un non-métal et un métal. Le métal donne un ou plusieurs électrons pour former un ion chargé positivement (cation). Le non-métal capte ces électrons pour former un ion chargé négativement (anion). Les deux ions formés possèdent fréquemment une configuration électronique de gaz rare (ils respectent la règle de l'octet ou la règle du duet). La liaison résulte de l'attraction entre le cation dérivant du métal et l'anion dérivant du non-métal.

Par exemple, le sel de cuisine est du chlorure de sodium (NaCl). Quand le sodium (Na) réagit avec le chlore (gaz de dichlore, Modèle:Fchim), les atomes de sodium perdent un électron et les atomes de chlore gagnent un électron (la molécule de dichlore est d'abord dissociée). Les ions se combinent dans un rapport 1 : 1 pour former le sel de cuisine.

<math>\mathsf{Na + \frac12 Cl_2 \quad \longrightarrow \quad Na^+ + Cl^- \quad \longrightarrow \quad NaCl}</math>

Le fait d'enlever des électrons à des atomes est endothermique (les potentiels d'ionisation sont supérieurs à 0) : les cations produits sont toujours de plus haute énergie que l'atome de départ. L'addition d'électrons aux atomes pour former des anions est au contraire un processus exothermique mais la stabilisation peut être nulle, faible ou très importante (voir l'article affinité électronique). L'attraction électrostatique entre des ions de charge opposée, est, elle, toujours favorable. Le bilan de la formation d'une liaison ionique est donc favorable pour la combinaison d'un atome perdant facilement un ou des électron(s) (potentiel d'ionisation faible) avec un autre atome possédant une affinité électronique élevée. Autrement dit, la combinaison la plus favorable est celle d'un non-métal d'électronégativité élevée avec un métal d'électronégativité faible. Par extension, des ions polyatomiques (comme l'ammonium Modèle:Fchim⁺ ou le carbonate Modèle:Fchim²⁻) peuvent se combiner avec des ions de charge opposée pour former des solides stables.

Contrairement à la liaison covalente, la liaison ionique n'est pas dirigée ni localisée. Dans un cristal ionique, les anions et les cations s'attirent mutuellement dans toutes les directions de l'espace. Il n'y a pas de paires d'atomes liés. Même si le chlorure de sodium s'écrit NaCl, cela ne signifie pas que des molécules de NaCl séparées les unes des autres existent.

La liaison ionique pure n'existe pas. Tous les composés présentent un degré de liaison covalente. Plus la différence d'électronégativité entre deux atomes est importante, plus la liaison est ionique. Les composés ioniques conduisent l'électricité à l'état fondu ou en solution. Ils possèdent généralement un point de fusion élevé et sont souvent solubles dans l'eau.

Liste d'ions courants

Cations Nom UICPA Formule Nom historique Cations simples Aluminium Al3+ Baryum Ba2+ Béryllium Be2+ Césium Cs+ Calcium Ca2+ Titane(Modèle:III) Ti3+ Titane(Modèle:IV) Ti4+ Chrome(Modèle:II) Cr2+ Chromeux Chrome(Modèle:III) Cr3+ Chromique Cobalt(Modèle:II) Co2+ Cobalteux Cobalt(Modèle:III) Co3+ Cobaltique Cuivre(Modèle:Rom-maj) Cu+ Cuivreux Cuivre(Modèle:II) Cu2+ Cuivrique Gallium Ga3+ Or(Modèle:Rom-maj) Au+ Aureux Or(Modèle:III) Au3+ Aurique Hydrogène H+ (Proton) Fer(Modèle:II) Fe2+ Ferreux Fer(Modèle:III) Fe3+ Ferrique Plomb(Modèle:II) Pb2+ Plombeux Plomb(Modèle:IV) Pb4+ Plombique Lithium Li+ Magnésium Mg2+ Manganèse(Modèle:II) Mn2+ Manganeux Manganèse(Modèle:III) Mn3+ Manganique Mercure(Modèle:Rom-maj) Hg+ Mercureux Mercure(Modèle:II) Hg2+ Mercurique Nickel(Modèle:II) Ni2+ Nickeleux Nickel(Modèle:III) Ni3+ Nickelique Potassium K+ Argent Ag+ Sodium Na+ Strontium Sr2+ Étain(Modèle:II) Sn2+ Stanneux Étain(Modèle:IV) Sn4+ Stannique Zinc Zn2+ Cations polyatomiques Ammonium Modèle:Fchim+ Hydronium Modèle:Fchim+ Nitronium Modèle:Fchim+ Mercure(Modèle:Rom-maj) Modèle:Fchim2+ Mercureux

Anions Nom UICPA Formule Nom historique Anions simples Arséniure As3− Azoture Modèle:Fchim− Bromure Br− Chlorure Cl− Fluorure F− Hydrure H− Iodure I− Nitrure N3− Oxyde O2− Phosphure P3− Sulfure S2− Séléniure Se2− Tellurure Te2− Oxoanions Arséniate Modèle:Fchim3− Arsénite Modèle:Fchim3− Borate Modèle:Fchim3− Bromate Modèle:Fchim− Hypobromite BrO− Carbonate Modèle:Fchim2− Hydrogénocarbonate Modèle:Fchim− Bicarbonate Chlorate Modèle:Fchim− Perchlorate Modèle:Fchim− Chlorite Modèle:Fchim− Hypochlorite ClO− Chromate Modèle:Fchim2− Dichromate Modèle:Fchim2− Iodate Modèle:Fchim− Nitrate Modèle:Fchim− Nitrite Modèle:Fchim− Phosphate Modèle:Fchim3− Hydrogénophosphate Modèle:Fchim2− Dihydrogénophosphate Modèle:Fchim− Permanganate Modèle:Fchim− Phosphite Modèle:Fchim3− Sulfate Modèle:Fchim2− Thiosulfate Modèle:Fchim2− Hydrogénosulfate Modèle:Fchim− Bisulfate Sulfite Modèle:Fchim2− Hydrogénosulfite Modèle:Fchim− Bisulfite Anions dérivant d'acides organiques Éthanoate Modèle:Fchim− Acétate Méthanoate Modèle:Fchim− Formiate Oxalate Modèle:Fchim2− Hydrogénooxalate Modèle:Fchim− Bioxalate Autres anions polyatomiques Peroxyde Modèle:Fchim2− Hydrogénosulfure HS− Bisulfure Amidure Modèle:Fchim− Cyanate OCN− Thiocyanate SCN− Cyanure CN−

Voir aussi

Articles connexes

• Liaison covalente
• Liaison métallique
• Loi de Coulomb
• Polarité
• Règle des charges croisées

Liens externes

• {{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Vidéo sur la liaison ionique