Ressources · 3ᵉ · Chimie
Fiche de révision : les ions, cations et anions
Comment un atome devient un ion, cation ou anion ; écrire et nommer les ions ; compter leurs protons et leurs électrons ; les solutions ioniques, électriquement neutres ; reconnaître un ion par un test à la soude ou au nitrate d’argent.
Ions : cations, anions et tests d’identification
Fiche méthode
(Physique-chimie 3ᵉ · Organisation de la matière · Ions)
La démarche pour toute question sur les ions
1. Je lis la charge. Le signe (+ : électrons perdus, − : électrons gagnés) et le chiffre (nombre d’électrons échangés).
2. Je compte. Protons = Z ; électrons = Z − charge (cation) ou Z + charge (anion) ; charges + = charges − dans une solution.
3. Je conclus avec le vocabulaire. Cation ou anion, nom de l’ion, écriture de la solution, ion révélé par un test.
Cas 1 · Cation ou anion ?
Réflexe — charge + : l’atome a perdu des électrons, c’est un cation ; charge − : il en a gagné, c’est un anion.
Exemple. L’ion iodure I⁻ est-il un cation ou un anion ? Combien d’électrons l’atome d’iode a-t-il échangés ?
Charge − : c’est un anion. Pas de chiffre : l’atome a gagné un électron.
Attention — perdre des électrons rend positif ; les protons ne sont jamais échangés.
Cas 2 · Écrire et nommer un ion
Réflexe — symbole, puis chiffre, puis signe ; cation : nom de l’élément ; anion d’un atome : -ure (sauf oxyde).
Exemple. Écrire l’ion formé par un atome de baryum qui perd 2 électrons ; nommer l’ion HCO₃⁻.
Deux charges + : Ba²⁺, l’ion baryum. HCO₃⁻ est un ion polyatomique à connaître : l’ion hydrogénocarbonate.
Attention — Al³⁺ et non Al⁺³ ; sulfate SO₄²⁻ ≠ sulfure S²⁻ ; Fe²⁺ = fer (II), Fe³⁺ = fer (III).
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Cas 3 · Compter protons et électrons
Réflexe — protons = Z ; électrons = Z − n (cation n+) ou Z + n (anion n−) ; pour retrouver Z, chemin inverse.
Exemple. Combien de protons et d’électrons l’ion nitrure N³⁻ possède-t-il ? (azote : Z = 7)
Protons : 7, comme l’atome. Anion de charge 3− : électrons.
Attention — pour un cation, on retire la charge, on ne l’ajoute pas.
Cas 4 · Écrire une solution neutre
Réflexe — nombre d’ions × charge ; total + = total − avec les plus petits nombres.
Exemple. Écrire la solution de bromure de calcium (ions Ca²⁺ et Br⁻).
Ca²⁺ apporte 2 charges + ; il faut 2 charges − : deux ions Br⁻. (Ca²⁺ + 2 Br⁻) : 2 charges + et charges −.
Attention — neutre = autant de charges, pas autant d’ions ; électriquement neutre ≠ pH neutre.
Cas 5 · Identifier un ion par un test
Réflexe — cation métallique → soude (couleur du précipité) ; ion chlorure → nitrate d’argent.
Exemple. Quel réactif utiliser pour savoir si un engrais dissous contient des ions fer (II), et qu’observerait-on ?
On verse quelques gouttes de soude : s’il y a des ions Fe²⁺, un précipité vert apparaît.
Attention — précipité blanc avec la soude = Zn²⁺ ou Al³⁺, jamais Cl⁻ ; soude corrosive : lunettes et gants.
Les pièges
- Croire qu’un cation a gagné des électrons parce qu’il est « plus » : il en a perdu.
- Changer le nombre de protons d’un ion : seuls les électrons changent.
- Ajouter la charge d’un cation au lieu de la retirer (Cu²⁺ : 27 électrons, pas 31).
- Écrire (Ca²⁺ + Cl⁻) : les charges ne se compensent pas, il faut 2 Cl⁻.
- Conclure « ions chlorure » à partir d’un précipité blanc obtenu avec la soude.
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