La charge ionique dans le tableau périodique des éléments

Voici un tableau de tous les éléments que l'on connait. Le tableau périodique. Chaque boîte représente un élément. La plupart des éléments sont des métaux. Lorsque les métaux réagissent avec d'autres substances, ils veulent se débarrasser d'électrons.

Quand ils le font, ils deviennent des ions positifs. Certains éléments sont des non-métaux. La plupart des non-métaux veulent récupérer plus d'électrons, et devenir des ions négatifs. Les non-métaux peuvent aussi prendre plus d'électrons d'une autre façon, en les combinant. Ensuite, ils partagent les électrons les uns avec les autres, en liaisons covalentes.

Entre les métaux et les non-métaux, on trouve des éléments qui ne rentrent pas dans l'une ou l'autre des deux catégories. Ces éléments sont des métalloïdes. Cette frontière entre les métaux et les non-métaux n'est pas complètement droite, mais plutôt en forme d'escalier. Et ça complique un peu plus les choses. Pourquoi?

Regarde ça. Pour certaines substances, il est facile de voir quelle charge ionique elles auront lorsqu'elles perdront ou gagneront des électrons. On le voit par leur place dans les colonnes. Tous les atomes de la première colonne veulent perdre un électron et former des ions avec une charge de plus un. Les éléments de la deuxième colonne forment des - ions - deux plus, en lâchant deux électrons.

Pour ces substances, les métaux de transition, il n'y a pas de règle simple. Les ions qu'ils forment peuvent avoir différentes charges. Contractons le milieu de la table pour économiser de l'espace. Le modèle se poursuit de l'autre côté des métaux de transition. Dans cette colonne, les atomes forment des ions avec une charge de trois plus.

Mais pas tous. Pourquoi? A cause de cette "frontière", où commencent les métalloïdes. Et les métalloïdes ne suivent pas cette règle sur la charge ionique. Ce sont seulement les substances sous les métalloïdes qui ont une charge de 3+.

Dans les colonnes avec 4+ et 5+ ions, c'est la même chose: Les charges ioniques ne s'appliquent qu'aux rangées inférieures, sous les métalloïdes. Ici, les métaux sont aussi parfois capables de former des ions avec une charge inférieure, mais 4+ et 5+ sont aussi élevés qu'ils doivent l'être. Qu'en est-il des non-métaux, du côté droit? Ici, les colonnes montrent combien d'électrons les atomes veulent gagner. À l'extrême droite, il y a des éléments qui ne veulent aucun électrons. On peut dire qu'ils reçoivent une charge de "zéro".

Un pas vers la gauche, on trouve les atomes qui veulent attraper un électron. Quand ils le font, leur charge est moins un. Les non-métaux peuvent gagner des électrons d'une autre manière, en utilisant des liaisons covalentes. Comme ces atomes n'ont besoin que d'un électron, une seule liaison suffit. Leur «capacité de liaison» - ou valence - est un.

Est-ce vrai pour tous les atomes de cette colonne? Non, pas pour les métalloïdes ici. Un autre pas vers la gauche, les atomes veulent deux autres électrons. Ils peuvent soit former deux liaisons soit capturer deux électrons et devenir des ions deux-moins. Mais comme auparavant, ça ne vaut que pour les éléments au-dessus des métalloïdes.

Dans cette colonne, il n'y a que deux non-métaux. Ils reçoivent une charge de trois moins, ou veulent former trois liens. Et il n'y a qu'un seul non-métal qui forme quatre liaisons, ou peut obtenir une charge ionique de quatre moins. Il y a donc une règle générale qui nous indique la charge positive des ions métalliques, la charge négative des ions non métalliques et le nombre de liaisons qu'un non-métal va former. Entre les métaux et les non-métaux, on trouve les métalloïdes.

Ils ne suivent pas cette règle générale. La frontière entre les métaux et les non-métaux a la forme d'un escalier. Ça signifie qu'il y a peu de métaux qui ont une charge positive élevée et peu de non-métaux qui ont une charge négative élevée, ou qui forment un nombre élevé de liaisons covalentes.