Les atomes et les ions

Comment est constitué un atome ?

Une feuille d’aluminium paraît continue. À l’échelle microscopique, on décrit pourtant sa matière à l’aide d’atomes. Chaque atome possède un noyau central très petit et des électrons autour de lui. Presque toute sa masse est concentrée dans le noyau. Un dessin agrandit fortement ce noyau pour le rendre visible : il ne respecte pas les dimensions réelles.

Le noyau contient aussi des neutrons, qui ne portent aucune charge. Leur nombre ne se déduit pas de Z seul. Ils n’interviennent donc pas dans le calcul de la charge électrique. La charge élémentaire vaut environ e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C. Le modèle dessiné n’est pas une photographie : les électrons ne sont pas des planètes suivant des rails.

Comment se forme un ion ?

Retirer un électron retire une charge négative : les charges positives deviennent excédentaires. Ajouter un électron crée au contraire un excès de charges négatives. Le nombre de protons reste identique, donc l’élément chimique ne change pas. Le fer peut ainsi donner Fe²⁺ ou Fe³⁺, qui sont deux ions différents du même élément.

Quels ions reconnaître en 3AC ?

Neutralité et conduction : deux notions différentes

Une solution ionique contient des cations et des anions dont les charges se compensent globalement. Il ne faut pas nécessairement autant d’ions positifs que négatifs : ce sont les charges totales qui s’équilibrent. Par exemple, un ion Ca²⁺ est compensé par deux Cl⁻. Des groupes chargés, comme l’ion sulfate SO₄²⁻, se rencontrent aussi dans des solutions.

Dans un métal, certains électrons mobiles transportent le courant. Dans une solution, les ions se déplacent : les cations et les anions vont dans des sens opposés. Une solution globalement neutre peut donc conduire. La neutralité n’est pas une protection électrique ; une solution ne doit jamais être testée avec une prise secteur.