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Déterminer la composition d'un ion à partir de sa représentation symbolique

La représentation symbolique d'un ion monoatomique permet de déterminer sa composition (nombre de protons, de neutrons et d'électrons).

Déterminer la composition de l'ion aluminium dont la représentation symbolique est \(\displaystyle{\ce{^{27}_{13}Al^{3+}}}\).

Etape 1

Repérer Z, A, ainsi que la charge électrique de l'ion

On repère le numéro atomique Z, le nombre de nucléons A et la charge électrique caractérisant l'ion dans sa représentation symbolique.

D'après sa représentation symbolique \(\displaystyle{\ce{^{27}_{13}Al^{3+}}}\), l'ion aluminium est caractérisé par :

  • Son numéro atomique \(\displaystyle{Z = 13}\)
  • Son nombre de nucléons \(\displaystyle{A = 27}\)
  • Sa charge électrique \(\displaystyle{3+}\)
Etape 2

Rappeler les définitions de Z et de A

On rappelle les définitions du numéro atomique Z et du nombre de nucléons A :

  • Le numéro atomique Z est le nombre de protons contenus dans le noyau de l'ion.
  • Le nombre de nucléons A est le nombre de nucléons (protons et neutrons) contenus dans le noyau de l'ion.
  • Le numéro atomique Z est le nombre de protons contenus dans le noyau de l'ion.
  • Le nombre de nucléons A est le nombre de nucléons (protons et neutrons) contenus dans le noyau de l'ion.
Etape 3

Déterminer les nombres de protons et de neutrons contenus dans l'ion

Le noyau d'un ion de représentation symbolique \(\displaystyle{\ce{^{A}_{Z}X^{n+}}}\) ou \(\displaystyle{\ce{^{A}_{Z}X^{n-}}}\) est donc composé de :

  • \(\displaystyle{Z}\) protons
  • \(\displaystyle{A-Z }\) neutrons

Le noyau de l'ion aluminium \(\displaystyle{\ce{^{27}_{13}Al^{3+}}}\) est donc composé de :

  • 13 protons
  • \(\displaystyle{27-13 = 14}\) neutrons
Etape 4

Déterminer le nombre d'électrons de l'ion

Pour un atome, le nombre d'électrons est égal au nombre de protons. Un ion est un atome qui a gagné ou perdu des électrons. Si l'atome a Z protons, deux cas se présentent pour l'ion :

  • Sa charge électrique est \(\displaystyle{n+}\), dans ce cas il a \(\displaystyle{\left(Z-n\right)}\) électrons.
  • Sa charge électrique est \(\displaystyle{n-}\), dans ce cas il a \(\displaystyle{\left(Z+n\right)}\) électrons.

Ici :

  • Le noyau de l'ion comporte 13 protons.
  • Sa charge électrique est \(\displaystyle{3+}\).

Ainsi, l'ion comporte \(\displaystyle{13-3=10}\) électrons.

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