Atomes, ions et composé ionique - Corrigé

Le noyau d'aluminium s'écrit symboliquement . L'ion aluminium est obtenu à partir d'un atome d'aluminium ayant perdu 3 électrons.

L'ion chlorure Cℓ^– contient 18 électrons et 18 neutrons.

Donnée : la masse d'un nucléon vaut .

1. Déterminer, en justifiant, la composition d'un atome d'aluminium.

2. Calculer la masse d'un atome d'aluminium.

3. Déterminer la formule de l'ion aluminium et préciser le nom donné à un tel ion.

4. Expliquer comment former l'ion chlorure à partir de l'atome de chlore et préciser le nom donné à ce type d'ion.

5. Établir l'écriture conventionnelle du noyau de chlore.

6. Déterminer le nom et la formule chimique du composé ionique formé d'ions chlorure et d'ions aluminium.

Corrigé

1. L'atome d'aluminium est constitué de 13 protons () et de 13 électrons (car un atome est électriquement neutre), de 27 nucléons () et de 14 neutrons ().

2.  La masse de l'atome d'aluminium est presque égale à la masse du noyau d'aluminium , soit :  

3. L'atome d'aluminium perd 3 électrons : il forme donc l'ion . Cet ion porte une charge électrique positive : c'est un cation.

4. L'ion chlorure porte une charge électrique négative : l'atome de chlore doit gagner un électron pour former l'ion chlorure. Cet ion porte une charge électrique négative : c'est un anion.

5. L'ion chlorure Cℓ^– contient 18 électrons, donc l'atome de chlore contient  électrons, soit 17 protons : . De plus, l'atome de chlore contient 18 neutrons, donc  nucléons : .

L'écriture conventionnelle du noyau de chlore est donc .

6. Un ion aluminium  doit s'associer avec trois ions chlorure Cℓ ^– afin de former un composé ionique électriquement neutre. On peut écrire : .

Le nom d’un composé ionique commence toujours par celui de l’anion ("chlorure", ici) et se termine par celui du cation ("aluminium", ici).

Le composé ionique formé est donc du chlorure d'aluminium, de formule chimique .