Ion
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2008-07-19T18:22:15Z
Loveless
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{{Voir homonymes}}
Un '''ion''' (du grec {{lang|grc|ἰόν}}, ''ion'', « qui va ») est une [[espèce chimique]] [[charge électrique|électriquement chargée]].
On distingue les ions monoatomiques constitués d’un seul [[atome]] comme [[ion chlorure|Cl{{exp|-}}]], [[ion sodium|Na{{exp|+}}]] ou [[ion plomb|Pb{{exp|2+}}]] des ions polyatomiques constitués de plusieurs atomes comme [[ion sulfate|SO{{ind|4}}{{exp|2-}}]] ou [[ion nitrate|NO{{ind|3}}{{exp|-}}]].
Les ions chargés positivement sont appelés [[cations]], les ions chargés négativement [[anions]].
Tout composé chimique étant électriquement neutre, s’il contient des ions, il contient alors nécessairement à la fois des cations et des anions dans des proportions telles que la charge positives des cations compense exactement la charge négative des anions.
__TOC__
== Histoire ==
Le nom « ion » a été donné vers [[1830]] par [[Michael Faraday]] aux espèces chimiques responsables de la [[conductivité électrique]] des [[liquide]]s. Il fallut attendre [[1885]] pour que le suédois [[Svante August Arrhenius]] propose une explication du mécanisme de conduction, pour lequel il sera récompensé par le [[prix Nobel]] en [[1903]].
Des faisceaux d’ions de haute énergie sont utilisés en [[physique atomique]], [[physique nucléaire]] et [[physique des particules]] (voir [[accélérateur de particules]]).
== Solides ioniques ==
Ces solides sont constitués d'un empilement alterné de cations et d'anions reliés par des liaisons dites « ioniques » ; la cohésion de l'ensemble est assurée par les forces électrostatiques. Par exemple, le sel de table ([[chlorure de sodium]]) est un empilement d'ions chlorure et d'ions sodium.
Ces solides sont facilement solubles dans l'[[eau]] ou d'autres solvants polaires, car les ions y sont facilement solvatés (dispersés parmi les molécules du solvant).
== Ionisation de composés moléculaires ==
Dans certains corps moléculaires, certains atomes attirent plus les électrons de liaisons que d'autres ; on dit que les liaisons entre atomes sont polarisées.
Au contact d'un solvant polaire, comme l'[[eau]], les molécules de ces composés tel l'[[acide sulfurique]] , l'[[ammoniac]] ou le [[dioxyde de carbone]], se dissocient en ions au cours de la dissolution.
== Les solutions ioniques ==
Un liquide contenant des ions parmi le solvant est appelé solution ionique.
Dans la solution, les ions se déplacent facilement sous l'effet d'un champ électrique, d'où la forte conductibilité électrique des solutions ioniques.
La mesure de la conductivité électrique d'une solution ([[conductimétrie]]) permet donc d'estimer sa teneur globale en ions.Une solution ionique est électriquement neutre.
Ainsi, l'eau des [[océan]]s, qui constituent la plus importante réserve hydrique de la Terre, est riche en ions :
{| align=center border=0 cellpadding=9 cellspacing=1
|----- bgcolor=lightblue
| align=center colspan=11 | Concentration approximative des principaux ions dans l'eau de mer normale
|----- bgcolor=eeeeee
| Ions || align=center | Cl{{exp|−}} || align=center | Na{{exp|+}} || align=center | SO{{ind|4}}{{exp|2–}} || align=center | Mg{{exp|2+}} || align=center | Ca{{exp|2+}} || align=center | HCO{{ind|3}}{{exp|−}} || align=center | Br{{exp|−}} || align=center | CO{{ind|3}}{{exp|2−}} || align=center | Sr{{exp|2+}} || align=center | F{{exp|–}}
|-----
| mg·L{{exp|−1}} || align=center | {{formatnum:19000}} || align=center | {{formatnum:11000}} || align=center | {{formatnum:2700}} || align=center | {{formatnum:1300}} || align=center | 420 || align=center | 110 || align=center | 73 || align=center | 15 || align=center | 8,1 || align=center | 1,3
|}
== Exemples d'ions ==
{|
|valign="top" width="33%"|
{|class="wikitable" width="100%"
!style="text-align: left"|Nom
!style="text-align: left"|Formule
|-
!colspan="2" style="background-color: aliceblue"|'' Cations métalliques ''
|-
|Aluminium (I)
|Al{{exp|+}}
|-
|Aluminium (III)
|Al{{exp|3+}}
|-
|[[ion argent|Argent]]
|Ag{{exp|+}}
|-
|Baryum
|Ba{{exp|2+}}
|-
|Calcium
|Ca{{exp|2+}}
|-
|Chrome (II)
|Cr{{exp|2+}}
|-
|Chrome (III)
|Cr{{exp|3+}}
|-
|Cobalt (II)
|Co{{exp|2+}}
|-
|Cobalt (III)
|Co{{exp|3+}}
|-
|Cuivre (I)
|Cu{{exp|+}}
|-
|Cuivre (II)
|Cu{{exp|2+}}
|-
|Étain (II)
|Sn{{exp|2+}}
|-
|Étain (IV)
|Sn{{exp|4+}}
|-
|Fer (II)
|Fe{{exp|2+}}
|-
|Fer (III)
|Fe{{exp|3+}}
|-
|Lithium
|Li{{exp|+}}
|-
|Magnésium
|Mg{{exp|2+}}
|-
|Manganèse (II)
|Mn{{exp|2+}}
|-
|Manganèse (III)
|Mn{{exp|3+}}
|-
|Mercure (I)
|Hg{{ind|2}}{{exp|2+}}
|-
|Mercure (II)
|Hg{{exp|2+}}
|-
|Nickel (II)
|Ni{{exp|2+}}
|-
|Nickel (III)
|Ni{{exp|3+}}
|-
|[[ion plomb|Plomb (II)]]
|Pb{{exp|2+}}
|-
|Plomb (IV)
|Pb{{exp|4+}}
|-
|Potassium
|K{{exp|+}}
|-
|[[Ion sodium|Sodium]]
|Na{{exp|+}}
|-
|Strontium
|Sr{{exp|2+}}
|-
|Titane (IV)
|Ti{{exp|4+}}
|-
|Zinc (II)
|Zn{{exp|2+}}
|-
!colspan="2" style="background-color: aliceblue"|''Autres cations''
|-
|[[Ammonium]]
|NH{{ind|4}}{{exp|+}}
|-
|[[Nitronium]]
|NO{{ind|2}}{{exp|+}}
|-
|Oxonium ou hydronium
|H{{ind|3}}O{{exp|+}}
|-
|Hydrogène
|H{{exp|+}}
|-
|[[Ion pyridinium|Pyridinium]]
|C{{ind|5}}H{{ind|5}}NH{{exp|+}}
|-
|}
|valign="top" width="34%"|
{|class="wikitable" width="100%"
!style="text-align: left"|Nom
!style="text-align: left"|Formule
|-
!colspan="2" style="background-color: aliceblue"|''Anions monoatomiques''
|-
|[[ion bromure|Bromure]]
|Br{{exp|−}}
|-
|[[Chlorure]]
|Cl{{exp|−}}
|-
|[[Ion fluorure|Fluorure]]
|F{{exp|−}}
|-
|[[Hydrure]]
|H{{exp|−}}
|-
|[[Ion iodure|Iodure]]
|I{{exp|−}}
|-
|[[Nitrure]]
|N{{exp|3−}}
|-
|[[Oxyde]]
|O{{exp|2−}}
|-
|[[Sulfure]]
|S{{exp|2−}}
|-
!colspan="2" style="background-color: aliceblue"|''Oxo-anions''
|-
|Arsénate
|AsO{{ind|4}}{{exp|3−}}
|-
|Arsénite
|AsO{{ind|3}}{{exp|3−}}
|-
|[[Borate]]
|BO{{ind|3}}{{exp|3−}}
|-
|[[Bromate]]
|BrO{{ind|3}}{{exp|−}}
|-
|[[Carbonate]]
|CO{{ind|3}}{{exp|2−}}
|-
|[[Chlorate]]
|ClO{{ind|3}}{{exp|−}}
|-
|[[Chlorite]]
|ClO{{ind|2}}{{exp|−}}
|-
|[[Chromate]]
|CrO{{ind|4}}{{exp|2-}}
|-
|[[Dichromate]]
|Cr{{ind|2}}O{{ind|7}}{{exp|2−}}
|-
|Dihydrogénophosphate
|H{{ind|2}}PO{{ind|4}}{{exp|−}}
|-
|Hydrogéno-oxalate
|HC{{ind|2}}O{{ind|4}}{{exp|−}}
|-
|[[Bicarbonate|Hydrogénocarbonate]]
|HCO{{ind|3}}{{exp|−}}
|-
|Hydrogénophosphate
|HPO{{ind|4}}{{exp|2−}}
|-
|Hydrogénosulfate
|HSO{{ind|4}}{{exp|−}}
|-
|Hydrogénosulfite
|HSO{{ind|3}}{{exp|−}}
|-
|Hypobromite
|BrO{{exp|−}}
|-
|[[Hypochlorite]]
|ClO{{exp|−}}
|-
|Iodate
|IO{{ind|3}}{{exp|−}}
|-
|[[Nitrate]]
|NO{{ind|3}}{{exp|−}}
|-
|[[Nitrite]]
|NO{{ind|2}}{{exp|−}}
|-
|Oxalate
|C{{ind|2}}O{{ind|4}}{{exp|2−}}
|-
|[[Perchlorate]]
|ClO{{ind|4}}{{exp|−}}
|-
|[[Phosphate]]
|PO{{ind|4}}{{exp|3−}}
|-
|[[Phosphite]]
|PO{{ind|3}}{{exp|3−}}
|-
|[[Sulfate]]
|SO{{ind|4}}{{exp|2−}}
|-
|[[Sulfite]]
|SO{{ind|3}}{{exp|2−}}
|-
|Thiosulfate
|S{{ind|2}}O{{ind|3}}{{exp|2−}}
|-
|}
|valign="top" width="33%"|
{|class="wikitable" width="100%"
!style="text-align: left"|Nom
!style="text-align: left"|Formule
|-
!colspan="2" style="background-color: aliceblue"|''Anions issus d'acides organiques''
|-
|[[Acétate]]
|CH{{ind|3}}COO{{ind|4}}{{exp|−}}
|-
|Formate
|HCO{{ind|2}}{{exp|−}}
|-
!colspan="2" style="background-color: aliceblue"|''Autres Anions''
|-
|Aluminate
|Al(OH){{ind|3}}{{exp|−}}
|-
|[[Amidure]]
|NH{{ind|2}}{{exp|−}}
|-
|[[Cyanate]]
|OCN{{exp|−}}
|-
|[[Cyanure]]
|CN{{exp|−}}
|-
|Diphosphate
|P{{ind|2}}O{{ind|7}}{{exp|4-}}
|-
|Hydrogénosulfure
|HS{{exp|−}}
|-
|[[Hydroxyde]]
|OH{{exp|−}}
|-
|[[Permanganate]]
|MnO{{ind|4}}{{exp|−}}
|-
|[[Peroxyde]]
|O{{ind|2}}{{exp|2−}}
|-
|Peroxodisulfate
|S{{ind|2}}O{{ind|8}}{{exp|2−}}
|-
|[[Superoxyde]]
|O{{ind|2}}{{exp|−}}
|-
|Thiocyanate
|SCN{{exp|−}}
|}
|}
== Ionisation des gaz ==
L'[[ionisation]] des gaz peut être réalisée grâce à :
* une [[température]] très élevée :
:La chaleur – typiquement plus de {{formatnum:10000}} [[Kelvin|K]] – apporte l'énergie nécessaire à cette ionisation et produit un [[Physique des plasmas|plasma]], [[gaz]] partiellement ou complètement ionisé. Constitué d'un mélange d'ions, chargés positivement, et d'électrons, négatifs, le plasma est dans son ensemble électriquement neutre. Le [[Soleil]] est un plasma ;
* un [[rayonnement électromagnétique]] :
:L'ionisation radiative se produit sous l'action d'un rayonnement de courte longueur d'onde, dit ionisant, tels les [[rayons ultraviolets]] ou les [[rayons X]] : les gaz de la haute [[atmosphère de la Terre|atmosphère]], l'[[ionosphère]], ionisés par le [[rayonnement solaire]], participent à la formation de couches réfléchissant les [[onde radio|ondes radio]] sur [[onde courte|ondes courtes]] ;
* un [[champ électrique]] intense :
:La torche à plasma, encore appelée ICP ([[spectrométrie]] d'émission à couplage inductif), est une technique qui utilise un [[Physique des plasmas|plasma]], généré grâce à un intense champ électrique, pour vaporiser et ioniser les composés à analyser. Les éclairs sont un autre exemple d'ionisation électrique ;
* un [[faisceau de particules]] :
:Les collisions entre les molécules gazeuses de l'ionosphère avec les particules solaires de haute énergie peuvent générer des [[aurore polaire|aurores polaires]].
== Articles connexes ==
* [[charge électrique]]
* [[atome]]
* [[accélérateur de particules]]
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