Salut! En tant que fournisseur de chlorure, on me pose souvent des questions sur la structure d'un ion chlorure. J'ai donc pensé vous l'expliquer d'une manière simple et facile à comprendre.
Commençons par les bases. Le chlore est un élément du tableau périodique, portant le symbole Cl et le numéro atomique 17. Dans son état naturel, un atome de chlore possède 17 protons dans son noyau et 17 électrons en orbite autour de lui. Les électrons sont disposés en différents niveaux d’énergie ou couches. La première couche peut contenir jusqu'à 2 électrons, la deuxième couche peut contenir jusqu'à 8 électrons et la troisième couche commence à se remplir des électrons restants.
Pour un atome de chlore, la configuration électronique est 2, 8, 7. Cela signifie qu’il y a 2 électrons dans la première couche, 8 dans la seconde et 7 dans la troisième. Or, les atomes sont plus stables lorsque leur enveloppe la plus externe est pleine. Pour les éléments des groupes principaux du tableau périodique, une enveloppe extérieure complète signifie généralement avoir 8 électrons (la règle de l'octet).
Un atome de chlore veut réellement gagner un électron supplémentaire pour remplir sa troisième couche et atteindre cette configuration stable. Lorsqu’un atome de chlore gagne un électron, il devient un ion chlorure, écrit Cl⁻. Cet électron supplémentaire donne à l’ion chlorure une charge négative.
En termes de structure, le noyau de l’ion chlorure est le même que celui d’un atome de chlore. Il possède encore 17 protons, qui ont une charge positive. Mais maintenant, il y a 18 électrons. L'électron supplémentaire est ajouté à la troisième couche, ce qui donne la configuration électronique 2, 8, 8.
Les électrons de l'ion chlorure sont disposés dans un nuage sphérique autour du noyau. Les électrons internes des première et deuxième couches sont plus proches du noyau et sont plus étroitement retenus. Les électrons de la troisième couche sont plus éloignés et participent plus facilement aux réactions chimiques.
La taille de l’ion chlorure est plus grande que celle de l’atome de chlore. En effet, l’électron supplémentaire augmente la répulsion électron-électron à l’intérieur de la coque externe. En conséquence, le nuage électronique se dilate et l’ion prend plus de place.
Parlons maintenant de la façon dont les ions chlorure interagissent avec d’autres substances. Les ions chlorure sont très courants dans la nature et sont impliqués dans de nombreux composés chimiques. L'un des composés les plus connus estChlorure de sodium, ou du sel de table. Dans le chlorure de sodium, le sodium (Na) possède un électron dans sa coque externe. Il abandonne facilement cet électron pour former un ion sodium (Na⁺) avec une charge positive. L’ion chlorure et l’ion sodium sont attirés l’un vers l’autre en raison de leurs charges opposées, formant ainsi une liaison ionique. La structure résultante du chlorure de sodium est un réseau tridimensionnel où chaque ion sodium est entouré de six ions chlorure et chaque ion chlorure est entouré de six ions sodium.
Un autre composé important estPoudre dihydratée de chlorure de calcium. Le calcium (Ca) possède deux électrons dans sa couche externe. Il perd ces deux électrons pour former un ion calcium (Ca²⁺). Pour équilibrer les charges, deux ions chlorure sont nécessaires pour chaque ion calcium. Le composé chlorure de calcium forme également une structure de réseau cristallin à l’état solide.
Chlorure de potassiumest également un composé chlorure important. Le potassium (K) possède un électron dans sa couche externe. Il perd cet électron pour former un ion potassium (K⁺) et se combine avec un ion chlorure pour former du chlorure de potassium, qui a une structure de réseau ionique similaire à celle du chlorure de sodium.
En solution, les ions chlorure sont libres de se déplacer. Par exemple, lorsque le chlorure de sodium est dissous dans l’eau, les liaisons ioniques sont rompues et les ions sodium et chlorure sont entourés de molécules d’eau. L’extrémité positive de la molécule d’eau (les atomes d’hydrogène) est attirée par les ions chlorure et l’extrémité négative (l’atome d’oxygène) est attirée par les ions sodium.
Les ions chlorure jouent également un rôle important dans les systèmes biologiques. Dans notre corps, les ions chlorure participent au maintien de l’équilibre des fluides et des électrolytes. Ils sont également importants pour le bon fonctionnement des cellules, notamment du système nerveux et de la production d’acide gastrique.
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Références
- Brown, TL, LeMay, HE, Bursten, BE, Murphy, CJ et Woodward, PM (2018). Chimie : la science centrale. Pearson.
- Chang, R. et Goldsby, KA (2016). Chimie. McGraw - Éducation sur les collines.