Le cours présente ce qu’est un ion et comment on calcule le chargement électrique à partir du nombre de charges et de la charge élémentaire.

Ion et molécule — Chargement électrique

Objectifs

Comprendre ce qu’est un ion et ce que signifie le chargement électrique d’un ion.
Connaître la charge élémentaire et la relation \(q = n \cdot e\)
Savoir réaliser un calcul simple de charge d’un ion et interpréter le signe de q.
Éviter les erreurs fréquentes liées au signe et à l’unité (Coulomb).

Notions clés

Un ion est un atome ou un groupe d’atomes qui a gagné ou perdu des électrons et, par conséquent, porte une charge électrique.

La charge électrique d’un ion est donnée par la relation suivante: \[ q = n \cdot e \] où: \(n\) est le nombre de charges (positif ou négatif) et \(e\) est la charge élémentaire.

La charge élémentaire vaut:
\(e = 1.602 \times 10^{-19} \ \mathrm{C}\).

Notation et signe:

Si un ion a perdu des électrons, il porte une charge positive (cation). Exemple: Na⁺ a une charge +1.
Si un ion a gagné des électrons, il porte une charge négative (anion). Exemple: O²⁻ a une charge −2.

Étape 1 : Identifier le nombre de charges n et la charge élémentaire e.

Étape 2 : Calculer \(q = n \cdot e\) puis interpréter le signe et l’unité.

Voir la solution d’un exemple

Exemple: ion Na⁺ (n = +1)

\[ q = n \cdot e = (+1) \cdot (1.602 \times 10^{-19}) = 1.602 \times 10^{-19} \ \mathrm{C} \]
Le signe + indique une précellule positive et le résultat est en coulombs (C).

Étape 1 : n = +1, e = 1.602 × 10⁻¹⁹ C

Étape 2 : \(q = (+1) \times 1.602 \times 10^{-19} = 1.602 \times 10^{-19}\) C

Quel est le signe et la description du chargement d’un ion Cl⁻ ?

Charge positive; il a perdu un électron.
Charge négative; il a gagné un électron.
Charge neutre; il a gagné et perdu des électrons équivalemment.

C’est un ion négatif qui a gagné un électron, donc q = −e.

Erreurs fréquentes

Exemple résolu : calcul du chargement d’un ion

On veut déterminer le chargement d’un ion O^{2-}.

Étape 1 : Identifier n = -2 et e = 1.602 × 10⁻¹⁹ C.

Étape 2 : Calcul de q: \[ q = n \cdot e = (-2) \times (1.602 \times 10^{-19}) = -3.204 \times 10^{-19} \ \mathrm{C} \]

Conclusion : l’ion O^{2-} porte une charge \(q = -3.204 \times 10^{-19} \mathrm{C}\).

Récapitulatif

Ion : atome ou groupe d’atomes portant une charge électrique.
Charge élémentaire : \(e = 1.602 \times 10^{-19} \mathrm{C}\).
Charge d’un ion : \(q = n \cdot e\) avec \(n");

Cartes mémo (3 à 6 notions clés)

Ion

Atome ou groupe d’atomes portant une charge électrique

Charge élémentaire

\(e = 1.602 \times 10^{-19} \mathrm{C}\)

Charge d’un ion

\(q = n \cdot e\) — signe selon + ou −

Coulomb

Unité de charge électrique, Symbole C

Schéma explicatif (distance et charges)

Conclusion rapide

Le chargement électrique d’un ion se déduit de la relation \(q = n \cdot e\). Le signe de q indique si l’ion est positif (+) ou négatif (−).