V VIDYALAYA · Soutien scolaire
Physique-Chimie3eOrganisation et transformations de la matiereExercices + corrigé

Ions monoatomiques — Exercices

Identifier, former et noter les ions. Corrigé en fin de fiche.
⏱ ~20 min✎ Calculatrice inutile
1Cation ou anion ?/ 4 pts
Pour chacun des ions suivants, indique s'il s'agit d'un cation ou d'un anion, et calcule son nombre d'électrons.
  1. $\text{Na}^+$ ($Z = 11$)
  2. $\text{Cl}^-$ ($Z = 17$)
  3. $\text{Ca}^{2+}$ ($Z = 20$)
  4. $\text{O}^{2-}$ ($Z = 8$)
2Écrire la notation d'un ion/ 4 pts
À partir des informations données, détermine la charge et écris la notation de l'ion formé.
  1. Magnésium Mg ($Z = 12$, structure $2{,}8{,}2$) : perd $2$ électrons.
  2. Fluor F ($Z = 9$, structure $2{,}7$) : gagne $1$ électron.
  3. Soufre S ($Z = 16$, structure $2{,}8{,}6$) : gagne $2$ électrons.
  4. Aluminium Al ($Z = 13$, structure $2{,}8{,}3$) : perd $3$ électrons.
3Appliquer la règle de l'octet/ 3 pts
Pour chaque atome, détermine combien d'électrons il doit gagner ou perdre pour respecter la règle de l'octet (ou du duet), puis écris la notation de l'ion stable obtenu.
  1. Potassium K ($Z = 19$, structure $2{,}8{,}8{,}1$)
  2. Azote N ($Z = 7$, structure $2{,}5$)
  3. Lithium Li ($Z = 3$, structure $2{,}1$)
4Les ions du plasma sanguin/ 5 pts

Le plasma sanguin contient notamment des ions sodium $\text{Na}^+$ et des ions chlorure $\text{Cl}^-$, essentiels à l'équilibre de l'organisme. Données : $Z(\text{Na}) = 11$ ; $Z(\text{Cl}) = 17$.

  1. Donne la structure électronique de l'atome de sodium et de l'atome de chlore.
  2. En utilisant la règle de l'octet, explique comment chaque atome forme son ion stable.
  3. Calcule le nombre d'électrons de $\text{Na}^+$ et de $\text{Cl}^-$. Que remarques-tu ?
Corrigé détaillé
1Cation ou anion ?
a) \(\text{Charge} = +1 \gt 0 \Rightarrow \text{cation.}\quad n_e = 11 - 1 =\) \(10 \text{ électrons}\)
b) \(\text{Charge} = -1 \lt 0 \Rightarrow \text{anion.}\quad n_e = 17 + 1 =\) \(18 \text{ électrons}\)
c) \(\text{Charge} = +2 \gt 0 \Rightarrow \text{cation.}\quad n_e = 20 - 2 =\) \(18 \text{ électrons}\)
d) \(\text{Charge} = -2 \lt 0 \Rightarrow \text{anion.}\quad n_e = 8 + 2 =\) \(10 \text{ électrons}\)
2Écrire la notation d'un ion
a) Mg \(n_e = 12 - 2 = 10 \quad \text{charge} = 12 - 10 = +2\) \(\text{Mg}^{2+}\)
b) F \(n_e = 9 + 1 = 10 \quad \text{charge} = 9 - 10 = -1\) \(\text{F}^-\)
c) S \(n_e = 16 + 2 = 18 \quad \text{charge} = 16 - 18 = -2\) \(\text{S}^{2-}\)
d) Al \(n_e = 13 - 3 = 10 \quad \text{charge} = 13 - 10 = +3\) \(\text{Al}^{3+}\)
3Appliquer la règle de l'octet
a) K \(\text{Structure } 2{,}8{,}8{,}1 \Rightarrow \text{perd } 1\,e^- \rightarrow 2{,}8{,}8.\quad n_e = 18,\;\text{charge} = 19 - 18 = +1\) \(\text{K}^+\)
b) N \(\text{Structure } 2{,}5 \Rightarrow \text{gagne } 3\,e^- \rightarrow 2{,}8.\quad n_e = 10,\;\text{charge} = 7 - 10 = -3\) \(\text{N}^{3-}\)
c) Li \(\text{Structure } 2{,}1 \Rightarrow \text{perd } 1\,e^- \rightarrow 2 \text{ (duet)}.\quad n_e = 2,\;\text{charge} = 3 - 2 = +1\) \(\text{Li}^+\)
4Les ions du plasma sanguin
a) \(Z = 11 \Rightarrow 2{,}8{,}1 \qquad Z = 17 \Rightarrow 2{,}8{,}7\) \(\text{Na} : 2{,}8{,}1 \quad \text{Cl} : 2{,}8{,}7\)
b) \(\text{Na }(2{,}8{,}1) \text{ perd }1\,e^- \rightarrow 2{,}8 \Rightarrow \text{Na}^+ \qquad \text{Cl }(2{,}8{,}7) \text{ gagne }1\,e^- \rightarrow 2{,}8{,}8 \Rightarrow \text{Cl}^-\) \(\text{Na}^+ \text{ et } \text{Cl}^-\)
c) \(\text{Na}^+\!: n_e = 11 - 1 = 10\,e^- \quad \text{Cl}^-\!: n_e = 17 + 1 = 18\,e^-.\quad \text{Remarque : chaque ion a sa couche externe complète — configuration de gaz noble.}\) \(10\,e^- \text{ et } 18\,e^-\)