L'ion et l'isotope
Des états de l'atome
Les arts plastiques et les domaines
voisins ne sont que
marginalement concernés par les isotopes, mais les mécanismes électroniques
ioniques, qui en quelque sorte, entre autres capacités, font que des
"ponts" se forment entre les atomes, sont extrêmement impliqués - le mot est
faible - dans nos activités.
A lire
absolument :
* Les liaisons
entre les atomes -
cliquer ici
(et en particulier
les liaisons ioniques)
*
le chapitre XVII des Dialogues de Dotapea,
L'électrolyse et les ions
Cliquer ici
L'ion est un atome dont le nombre d'électrons est différent du
nombre de protons. Il s'agit d'un état correspondant à un
contexte donné. Les échanges électroniques peuvent en effet faire passer un atome
d'un signe à l'autre ou à la neutralité.
Le nuage électronique qui enrobe
le noyau atomique peut sembler un univers relativement versatile par rapport à celui du noyau.
L'électronégativité et le rayon d'un élément
sont déterminants de cette versatilité, c'est-à-dire de cette capacité d'un
atome à changer de charge électronique plus ou moins aisément (de façon
probabiliste de toute manière, comme c'est la règle dans cet univers
infiniment petit).
On distingue
l'anion, de charge négative à cause d'électrons
"surnuméraires", et le cation, positif à cause d'un
nombre d'électrons insuffisant pour assurer une charge neutre. Les éléments
atomiques ont tendance à être plus couramment soit anions soit cations dans des conditions
normales, et tout particulièrement en présence d'oxygène, à tel point
que par exemple, n'importe quelle banale étiquette de bouteille d'eau minérale présente au
consommateur un groupe d'anions (les chlorures,
les sulfates, les fluorures, etc., c'est-à-dire des
non-métaux souvent oxydés) et un groupe de cations
(sodium, calcium, potassium, etc., des métaux).
Voir Valence et
Covalence.
Un sel est la réunion d'un anion et d'un cation
(voir Formation de sels). Les non-métaux
en présence d'oxygène, sont normalement
anioniques, de charge négative alors qu'en présence du même oxygène, les
métaux sont cationiques, positifs. Mais l'oxygène n'est pas forcément
nécessaire pour qu'un échange électronique formé se maintienne (ex. : NaCl).
Le nombre de protons,
lui, détermine de quel élément il s'agit. Il n'existe pas "d'ion protonique"
car un élément dont le nombre de protons change devient un autre élément.
Cette opération peut d'ailleurs être réalisée artificiellement et il a été
ainsi possible de synthétiser des atomes qui n'étaient pas observés dans
la nature.
Le nombre de neutrons détermine s'il s'agit d'un
isotope d'un élément. L'isotope se distingue et se décrit par sa masse
atomique
(ex : 40K, potassium de masse atomique 40, ou 39K, 41K, un chiffre qui dépend de
la variation de la masse en fonction du nombre de neutrons). Par exemple, le deutérium n'est pas un élément
atomique distinct mais un isotope de l'hydrogène, comportant un électron, un proton
et un neutron (un neutron de plus, donc, que l'hydrogène "non isotopique",
sans neutron). Par contre, un hydrogène (n°
atomique 1, c'est-à-dire comptant un proton) qui se verrait
pourvoir d'un proton supplémentaire deviendrait de l'hélium (n° atomique 2, soit deux
protons).
Voir Transmutation
La comparaison entre ion et isotope, si elle a ceci de relativement
pertinent qu'elle met en scène des "états possibles" d'un élément donné, a
ses limites : l'évolution de l'isotope, dont le sort est fixé dans le
monde nucléique, est très substantiellement différente de celle de l'ion, du monde
électronique, même si, naturellement, les deux ne sont pas dissociables
(l'interaction électrofaible concerne à la fois le noyau et les électrons).
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