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Fiche résumé — Classification périodique et ions

Chapitre 2 | 1ère Bac Pro (Grpt 5) | Physique-Chimie

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

noyau p⁺ + n e⁻ couches d'électrons

Structure de l'atome

  • Noyau : protons (charge +1) + neutrons (charge 0)
  • Nuage : électrons e⁻ (charge −1)
  • Numéro atomique Z = nb de protons = identité de l'élément
\(A = Z + N\)

Atome neutre : nb protons = nb électrons = Z.

Cation (+) / Anion (−)

  • Cation + : atome qui perd des e⁻ (métaux). Ex : Na⁺, Ca²⁺, Al³⁺, Fe²⁺, Fe³⁺
  • Anion − : atome qui gagne des e⁻ (non-métaux). Ex : Cl⁻, O²⁻, N³⁻

Lors de la formation d'un ion, le nb de protons ne change pas.

Repères du tableau

  • Lignes = périodes (même nb de couches)
  • Colonnes = groupes (mêmes propriétés, même nb d'e⁻ de valence)
  • Groupe 1 (Li, Na, K) → ions 1+
  • Groupe 2 (Mg, Ca) → ions 2+
  • Groupe 17 (F, Cl, Br) → ions 1−
  • Groupe 18 (He, Ne, Ar) → stables, pas d'ions
  • Transition (Fe, Cu, Zn) → plusieurs ions (Fe²⁺/Fe³⁺)

Électroneutralité

Un solide ionique est globalement neutre : la somme des charges des ions = 0.

Σ charges = 0

Ex : NaCl (Na⁺ + Cl⁻), CaCl₂ (Ca²⁺ + 2 Cl⁻).

Ions importants dans les matériaux

  • Ca²⁺ (calcium) : calcaire CaCO₃, ciment, plâtre CaSO₄
  • Fe²⁺ / Fe³⁺ (fer II / III) : rouille, oxydes de fer des sols
  • Al³⁺ (aluminium) : alumine Al₂O₃ (céramiques, couche protectrice)
  • Si⁴⁺ (silicium) : silicates (argiles, verre, granit)
  • Na⁺ (sodium) : sel NaCl, soude NaOH
  • Cl⁻ (chlorure) : eau de mer, sel, attaque du béton
  • CO₃²⁻ (carbonate) : calcaire CaCO₃, craie
  • SO₄²⁻ (sulfate) : plâtre CaSO₄·2H₂O, gypse
  • OH⁻ (hydroxyde) : eau de chaux, ciment durci (pH élevé)
Piège : ne pas confondre Z (numéro atomique = protons) et A (numéro de masse = protons + neutrons).
Piège : un cation (+) a perdu des électrons (il reste plus de protons que d'électrons) ; un anion (−) en a gagné. Et un ion polyatomique (CO₃²⁻, SO₄²⁻, OH⁻, NH₄⁺) est un groupe d'atomes chargé, pas un atome seul.
Astuce : la charge de l'ion se lit souvent dans la colonne — groupe 1 → 1+, groupe 2 → 2+, groupe 17 → 1−. Les gaz nobles (groupe 18) sont déjà stables.
Astuce : pour écrire une formule ionique neutre, croise les charges : Ca²⁺ et Cl⁻ → CaCl₂ (la somme des charges doit faire 0).

Résumé express — Méthode type (formation d'un ion)

  1. Repérer l'élément et son groupe dans la classification.
  2. Métal → tend à perdre des e⁻ (cation +) ; non-métal → tend à gagner des e⁻ (anion −).
  3. Déterminer le nombre d'e⁻ échangés (souvent lié au numéro de groupe).
  4. Écrire l'ion avec sa charge ; vérifier l'électroneutralité dans la formule (Σ charges = 0).
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