Objectif d’apprentissage
- Identifier les tendances générales de la taille du rayon ionique pour le tableau périodique.
Points clés
- Le rayon ionique est la distance entre le noyau et l’électron dans la coquille la plus externe d’un ion.
- Lorsqu’un atome perd un électron pour former un cation, l’électron perdu ne contribue plus à protéger les autres électrons de la charge du noyau ; par conséquent, les autres électrons sont plus fortement attirés vers le noyau, et le rayon de l’atome devient plus petit.
- Lorsqu’un électron est ajouté à un atome, formant un anion, l’électron ajouté repousse les autres électrons, ce qui entraîne une augmentation de la taille de l’atome.
- La tendance observée dans la taille des rayons ioniques est due au blindage des électrons les plus externes par les électrons de l’enveloppe interne, de sorte que les électrons de l’enveloppe externe ne « ressentent » pas la totalité de la charge positive du noyau.
Termes
- cationUn ion chargé positivement, par opposition à un anion.
- ionAtome ou groupe d’atomes portant une charge électrique, comme les atomes de sodium et de chlore dans une solution saline.
- anionUn ion chargé négativement, par opposition à un cation.
En chimie, les tendances périodiques sont les tendances de certaines caractéristiques élémentaires à augmenter ou à diminuer le long d’une période (ligne) ou d’un groupe (colonne) du tableau périodique des éléments. Le rayon ionique (rion) est le rayon d’un ion, qu’il s’agisse d’un anion ou d’un cation. Bien que ni les atomes ni les ions n’aient de frontières nettes, il est utile de les traiter comme s’ils étaient des sphères dures avec des rayons. Ainsi, la somme des rayons ioniques d’un cation et d’un anion peut nous donner la distance entre les ions dans un réseau cristallin. Les rayons ioniques sont généralement exprimés en picomètres (pm) ou en angströms (Å), avec 1 Å = 100 pm. Les valeurs typiques vont de 30 pm (0,3 Å) à plus de 200 pm (2 Å).
Tendances des rayons ioniques
Les ions peuvent être plus grands ou plus petits que l’atome neutre, selon la charge de l’ion. Lorsqu’un atome perd un électron pour former un cation, l’électron perdu ne contribue plus à protéger les autres électrons de la charge du noyau ; par conséquent, les autres électrons sont plus fortement attirés vers le noyau, et le rayon de l’atome devient plus petit. De même, lorsqu’un électron est ajouté à un atome, formant un anion, l’électron ajouté repousse les autres électrons, ce qui entraîne une augmentation de la taille de l’atome.
Le rayon ionique n’est pas une propriété fixe d’un ion donné ; il varie plutôt en fonction du nombre de coordination, de l’état de spin et d’autres paramètres. Pour nos besoins, nous considérons que les ions sont aussi proches que possible de leur état fondamental. Néanmoins, les valeurs du rayon ionique sont suffisamment transférables pour permettre de reconnaître des tendances périodiques.
Comme pour les autres types de rayons atomiques, les rayons ioniques augmentent en descendant d’un groupe et diminuent en traversant une période. Notez que cela ne s’applique que si les éléments sont du même type d’ion, cations ou anions. Par exemple, alors que le lithium neutre est plus grand que le fluor neutre, le cation lithium est beaucoup plus petit que l’anion fluor, en raison du fait que le cation lithium a une coquille d’énergie la plus élevée différente.
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