Tableau périodique avec charges ioniques communes

Lorsqu’ils sont combinés avec d’autres éléments, les atomes peuvent perdre ou gagner des électrons afin d’acquérir une configuration électronique plus stable. Lorsque cela se produit, l’atome qui gagne les électrons acquiert une charge électrique négative, devenant ainsi un anion, tandis que celui qui les perd acquiert une charge électrique positive, devenant ainsi un cation. Autrement dit, en échangeant des électrons et en formant une liaison ionique, les atomes deviennent des ions .

En plus d’échanger des électrons, les atomes peuvent également les partager, formant ainsi une liaison covalente. Cette liaison peut être polaire si l’un des deux atomes attire avec une plus grande force les électrons qui forment la liaison, générant des charges électriques partielles opposées dans les deux atomes liés.

nombre d’oxydation

Même si de nombreuses liaisons sont covalentes et que des liaisons ioniques à 100% n’existent pas vraiment, il est pratique de considérer toutes les liaisons comme des liaisons ioniques. Cela permet de comprendre facilement le nombre de liens que chaque élément peut former avec d’autres éléments, et de calculer les proportions dans lesquelles ils se combinent. En ce sens, chaque fois qu’un composé est formé, qu’il soit ionique ou non, il est généralement caractérisé par la charge électrique hypothétique que chaque atome aurait si la liaison était ionique à 100% et que les électrons étaient complètement transférés à l’atome le plus électronégatif. Cette charge ionique hypothétique est appelée état d’oxydation ou nombre d’oxydation.

Nombres d’oxydation ou charges ioniques courantes

Chaque élément du tableau périodique a une série de nombres d’oxydation habituels qu’il présente dans les différents composés dont il fait partie. Ces états d’oxydation déterminent de nombreuses propriétés et caractéristiques des composés. En fait, il peut y avoir différents composés formés par les mêmes éléments et qui ne diffèrent que par le nombre d’oxydation de l’un des éléments. Par exemple, l’oxyde ferrique (Fe ₂ O ₃ ), qui contient du fer à l’état d’oxydation +3, est un oxyde basique orange foncé, tandis que l’oxyde ferreux (FeO) est un solide sombre, presque noir. .

Le ou les indices d’oxydation communs à chaque élément dépendent de sa position dans le tableau périodique. Les éléments non métalliques peuvent présenter des états d’oxydation positifs et négatifs, tandis que les métaux ne présentent que des états d’oxydation positifs. Dans certains cas, un même élément peut présenter cinq voire six états d’oxydation différents, selon l’élément avec lequel il est associé et les conditions de réaction.

Le tableau périodique au début de l’article montre les états d’oxydation les plus courants pour la plupart des éléments connus. Comme on peut le voir, les métaux alcalins ont tous un nombre d’oxydation unique, qui est +1, les alcalino-terreux ont +2 et les métaux de transition du groupe 3, ainsi que les éléments représentatifs du groupe 13 ont tous l’état de oxydation +3. En effet, les états d’oxydation positifs sont généralement liés au nombre d’électrons qu’un atome a dans sa couche de valence, puisque la perte de ces électrons lui permet d’acquérir la configuration électronique d’un gaz rare.

Par contre, chez les non-métaux, l’état d’oxydation négatif peut être facilement déterminé en comptant le nombre de cellules à droite (sans compter la vôtre) qu’il vous reste à parcourir pour atteindre le groupe des gaz nobles. Par exemple, le carbone est à quatre carrés du néon, son état d’oxydation négatif est donc de -4. En effet, ce nombre représente le nombre d’électrons que l’atome doit gagner pour acquérir la configuration électronique du gaz rare le plus proche.

A quoi sert le tableau périodique des nombres d’oxydation ?

Ce tableau périodique a deux applications principales :

Aide à prédire la formule des composés chimiques binaires

Le tableau ci-dessus est très utile pour prédire les différents composés qui peuvent être formés en combinant deux éléments entre eux. Par exemple, sachant que les deux états d’oxydation les plus courants de l’azote sont +5 et -3, nous pouvons utiliser cette information pour prédire qu’en se liant à l’hydrogène (qui est moins électronégatif), l’azote acquerra l’état d’oxydation -3. acquerra +1, donc un composé de formule NH ₃ (ammoniac) sera formé.

En revanche, si l’azote se lie à l’oxygène, qui est plus électronégatif, il est susceptible de former un oxyde au degré d’oxydation +5 (N ₂ O ₅ ).

En nomenclature traditionnelle

Le système de nomenclature traditionnel des composés inorganiques est basé sur un système de préfixes et de suffixes qui s’ajoutent à la racine du nom des éléments qui composent un composé. Le système préfixe-suffixe dépend non seulement de l’état d’oxydation de chaque élément du composé, mais également de tous les autres états d’oxydation courants qu’il peut présenter dans d’autres composés.

En ce sens, le tableau périodique précédent est très utile, car il nous permet de déterminer, pour la plupart des composés, leur nom traditionnel à partir de l’état d’oxydation de chaque élément du composé, et des autres états d’oxydation possibles que l’on trouve dans la table.

Exemple:

Dans SO ₃ , l’oxygène a un état d’oxydation de -2 (car il est plus électronégatif que le soufre), donc le soufre doit avoir un état d’oxydation de +6 pour assurer la neutralité du composé. Cela signifie que SO ₃ est l’oxyde ou l’anhydride acide de soufre avec un degré d’oxydation +6.

Pour nommer ce composé selon le système traditionnel, on recherche les valences ou états d’oxydation communs du soufre (qui sont +2, +4 et +6). Parce que l’état d’oxydation +6 est le plus élevé des trois états d’oxydation possibles, les règles de nomenclature traditionnelles dictent que le suffixe « ico » soit ajouté à la racine du nom du soufre.

En conclusion, le nom du composé est l’anhydride sulfurique.

Les références

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