solutions et composes ioniques

[ceceag]

Bonjour,
La matiere est electriquement neutre...et est généralement composée d 'atomes.Mais pourquoi certaines matières sont composées d 'ions?On peut trouver des composés ioniques a l etat "naturel" mais dans ce cas pourquoi y a t il eu echange d electrons??Sinon des solutions ioniques(ou composes ioniques) se forment apres reaction chimique...cela est du a l agitation thermique et donc a des modifications de structures des atomes et des molecules???Pourquoi dans ce cas des atomes cedent des electrons et d autres en recuperent?Je suppose que cela doit etre lié a une "histoire d energie electronique " mais laquelle?
MERCI
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[Sephiroth300]

Bonjour,

La formation d'ions est naturellement définie par le gain de stabilité de l'espèce après avoir récupéré/cédé un électron.
Prenons le cas du chlore et du sodium. A l'état "atomique" Cl possède 7 électrons de valence et Na 1 seul. Il existe une règle, la règle de l'octet, qui dit que les espèces feront tout pour avoir à tout moment 8 électrons de valence, c'est-à-dire la couche électronique externe totalement remplie.
Par conséquent le Cl, n'en possédant que 7, fera tout pour en récupérer un. Au contraire le Na, qui en possède 1, fera tout pour le céder et ainsi vider totalement sa couche externe, la nouvelle couche externe qui en découlera sera ainsi complète.

Voilà pourquoi Na et Cl vont si bien ensemble, chacun trouve son intérêt en échangeant un électron.

[persona]

Pour compléter la réponse de Sephiroth300. Ce qui existe à l'état naturel, c'est le composé ionique NaCl. Si je veux expliquer ce composé ionique à partir des atomes neutres, je dis que l'atome de sodium a cédé un électron à l'atome de chlore. Mais comme ni le sodium, ni le chlore n'existent à l'état d'atomes neutres sur notre planète, ce n'est pas ainsi que les choses se sont passées réellement. D'autre part l'affirmation selon laquelle NaCl est formé d'un édifice de cations sodium et d'anions chlorure liés ensemble uniquement par des forces électrostatiques n'est qu'une approximation : en fait aucun cristal "ionique" n'est purement ionique.

[ceceag]

Bonjour
Pourquoi les coomposes ioniques vont ils se dissoudre dans l eau(pourquoi les ions na + et cl- se separent dans l eau??
MERCI

[A voir en vidéo sur Futura]

[persona]

Les ions se séparent dans l'eau parce que chaque ion est solvaté (entouré) par des molécules d'eau qui forment une cage autour de lui.

[Sethy]

Bonjour
Pourquoi les coomposes ioniques vont ils se dissoudre dans l eau(pourquoi les ions na + et cl- se separent dans l eau??
MERCI

C'est une bonne question. Et la réponse n'est pas simple. Tout d'abord n'oublions pas que le pourquoi, c'est "parce que". Il est question d'expliquer nos modèles qui semblent bien fonctionner, mais ce ne sont que des modèles.

Pour comprendre la cause, il faut approfondir un peu les connaissances.

Pourquoi certains solides ioniques sont très solubles (le sel c'est quand même 300g/l) et d'autre comme le CaF2 sont quasi insolubles ?

Pour le comprendre, il faut parler de spontanéité d'une transformation. Comme son nom l'indique, il s'agit du sens que va prendre cette transformation de manière spontanée. Pourquoi un cristal de sel se dissout-il instantanément dans une solution dilué de KNO3 par exemple et pourquoi lorsque l'on mélange du Ca(NO3)2 et du KF, le CaF2 précipite-t-il ?

En fait, il y a deux effets contradictoire et suivant les cas (et la température), ce sera l'un ou l'autre effet qui sera prépondérant.

Le premier effet est assez simple à percevoir. Si on place un rocher en haut d'une montagne et l'autre en bas, quelle sera la situation la plus stable ? Clairement la moins énergétique (celle avec le rocher en bas).

L'autre effet est moins immédiatement perceptible. Imaginons 20 pièces de monnaies, du côté pile on a mis une étiquette 20°C et du côté face une étiquette 40°C. Imaginons qu'on les place en ligne, 10 pièces côté pile au dessus sur la gauche et 10 pièces côté face au dessus sur la droite. C'est comme si on avait un récipient avec de l'eau 20°C et de l'eau à 40°C. Mélangeons les pièces au hasard et disposons-les à nouveau en ligne. Quelle sera la chance d'avoir à nouveau 10 pièces pile (20°C) à gauche et 10 pièces face (40°C) à droite ? Elle est faible. Le plus probable c'est 5/5 de chaque côté, soit une température moyenne d'environ 30°C.

Imaginons maintenant la même expérience avec une mole de pièces ...

C'est le même principe avec les ions Na+ et Cl- en solution, comparé avec un cristal de NaCl et de l'eau d'autre part. Le nombre de possibilité est clairement beaucoup plus grand dans le cas de la solution. C'est ce qu'on appelle l'entropie.

Si l'effet prépondérant est l'aspect énergétique, le sel sera peu soluble, si au contraire c'est l'aspect entropique qui gagne, le cristal sera soluble.

C'est très simplifié, mais c'est l'idée.