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Pourquoi la formule du chlorure de sodium est-elle NaCl, alors que la formule du chlorure de magnésium est MgCl2 ? (A) Le magnésium forme des ions deux plus, il faut donc un ion chlorure pour former un composé électriquement neutre. (B) Le chlore forme des ions deux moins, il faut donc deux ions magnésium pour former un composé électriquement neutre. (C) Le magnésium forme un ion un plus, il faut donc deux ions chlorure pour former un composé électriquement neutre. (D) Le chlore forme un ion un moins, il faut donc deux ions magnésium pour former un composé électriquement neutre. (E) Le magnésium forme des ions deux plus, il faut donc deux ions chlorure pour former un composé électriquement neutre.
On nous demande pourquoi le chlorure de sodium et le chlorure de magnésium ont des formules différentes. Plus précisément, la question implique que nous devons expliquer pourquoi le nombre d’ions chlorure est différent. Le chlore a un indice de un dans le chlorure de sodium et un indice de deux dans le chlorure de magnésium. Le chlorure de sodium et le chlorure de magnésium sont tous deux des composés ioniques.
Les composés ioniques sont les composés constitués d’ions chargés positivement et négativement. Bien que ces composés contiennent des espèces chargées, ils sont globalement électriquement neutres. Les ions chargés positivement sont appelés cations, et les ions chargés négativement sont appelés anions. Les cations et les anions sont maintenus ensemble par des forces d’attraction électrostatiques. Plus précisément, les forces d’attraction électrostatiques entre les cations et les anions dans un composé ionique sont appelées liaisons ioniques.
De nombreux ions sont maintenus ensemble dans un réseau ionique 3D géant. Ces ions et les forces d’attraction entre eux confèrent aux composés ioniques des propriétés spécifiques. Celles-ci comprennent des points de fusion extrêmement élevés. Les composés ioniques sont généralement solubles dans les solvants polaires, tels que l’eau. Et les composés ioniques ont la capacité de conduire l’électricité en solution ou en phase fondue.
Mais si les composés ioniques ont tendance à avoir des propriétés similaires, pourquoi y a-t-il une différence dans l’indice des ions chlorure dans les deux composés donnés ? On trouve le sodium dans le groupe un du tableau périodique. On trouve le magnésium dans le groupe deux. Et on trouve le chlore dans le groupe 17. Pour certains éléments du tableau périodique, on peut utiliser le numéro de groupe pour déterminer le nombre d’électrons de valence que possède un atome de cet élément. Le sodium du groupe un a un électron de valence, et le magnésium du groupe deux a deux électrons de valence. Le chlore, qui appartient au groupe 17, a sept électrons de valence. Pour les groupes 13 à 18, le deuxième chiffre du numéro de groupe nous indique le nombre d’électrons de valence.
Nous pouvons utiliser ces informations et dessiner des structures simples pour nous aider à déterminer les formules des composés de la question. Nous pouvons représenter le nombre d’électrons de valence dans un atome de sodium et dans un atome de chlore à l’aide de points. Ces schémas sont appelés des structures de Lewis. Notez que le sodium a un point pour son électron de valence et que le chlore a sept points. Nous plaçons les sept points autour du chlore par paires. Notez que le dernier électron de chlore n’est pas apparié.
Pour de nombreux éléments du tableau périodique, nous pouvons utiliser la règle de l’octet comme guide pour comprendre comment certains atomes réagissent. La règle de l’octet est une règle générale utilisée pour les éléments du groupe principal. Elle indique que les éléments du groupe principal se lient de manière à obtenir une couche de valence complète. Autrement dit, les éléments gagnent ou perdent des électrons pour se retrouver avec huit électrons dans leur couche de valence.
Donc, lorsqu’un atome de sodium réagit avec un atome de chlore, il donne son unique électron de valence au chlore. Il se forme un ion sodium un plus et un ion chlorure un moins. On dit que l’ion chlorure a un octet complet, huit électrons, dans sa couche de valence. Il est maintenant stable. Et l’ion sodium a également un octet complet, ou une couche de valence complète, bien que cette structure de Lewis ne montre pas les huit électrons de la couche de valence. Cependant, voici comment nous pouvons déduire que l’ion du sodium a un octet complet.
L’atome de sodium avait un électron dans sa couche de valence. Cet électron a été donné au chlore, formant un ion sodium. Ceci est maintenant la couche de valence, ou la couche externe, de l’ion sodium. Et elle a huit électrons, soit un octet complet. Et donc l’ion sodium est stable. Pour chaque ion sodium, il y a un ion chlorure. Et le composé est neutre. La formule du chlorure de sodium est donc Na1Cl1, que nous simplifions par NaCl.
C’est un peu différent lorsque le magnésium et le chlore réagissent. Deux atomes de chlore par atome de magnésium sont nécessaires pour obtenir des ions stables. Le magnésium donne un de ses électrons de valence à l’un des atomes de chlore et son autre électron de valence à l’autre atome de chlore. Il se forme un ion magnésium deux plus et deux ions chlorure Cl-. Le composé obtenu est électriquement neutre. Et il est constitué d’un ion magnésium et de deux ions chlorure.
Les ions ont tous des octets complets. Nous pouvons voir que chaque ion chlorure a huit électrons de valence. L’ion magnésium obtient une couche de valence complète de la même manière que l’ion sodium, bien que nous ne l’ayons pas montré ici.
Finalement, pourquoi les indices de l’ion chlorure dans les formules du chlorure de sodium et du chlorure de magnésium sont-ils différents ? La réponse est (E). Le magnésium forme des ions deux plus, il faut donc deux ions chlorure pour former un composé électriquement neutre.
