Envie et rejet d'électrons

Depuis la découverte de la structure de l'atome, on sait que ses électrons sont répartis en couches, et que la couche externe est toujours composée au maximum de huit électrons.

Souci d'être complet

Ajoutons à cela une tendance fondamentale de tout atome: avoir une couche externe aussi complète que possible, donc composée de huit électrons.
(sauf pour l'hydrogène et l'hélium, où elle est de deux)

Quoi d'étonnant, dès lors, que les atomes ayant peu d'électrons dans la couche externe tendent à les perdre, tandis que ceux qui en ont presque huit tendent à en gagner? C'est ce qui explique que, dans certaines conditions, les atomes s'ionisent plus facilement, en perdant ou en gagnant un ou plusieurs électrons.

Chaque atome, en quelque sorte, est ainsi partagé entre deux tendances opposées:
- celle d'être électriquement neutre en ayant autant d'électrons que de protons;
- celle d'avoir une couche externe de 8 électrons, au risque de perdre sa neutralité électrique.
Une bonne partie de la chimie résulte de ce dilemne.

Par exemple, voici la troisième ligne du tableau périodique des éléments

Le sodium (Na) ne possède qu'un seul électron dans sa couche externe. Il le perdra donc facilement, et deviendra un ion positif, que l'on notera Na⁺. Par contre, le chlore (Cl) a sept électrons dans sa couche externe. Il en gagnera facilement un, pour devenir un ion négatif Cl^-.

En pratique, cette tendance à perdre ou à gagner un électron sera si forte que le sodium (Na, qui est un métal) et le chlore (Cl, qui est un gaz halogène) sont extrêmement réactifs, et ne se rencontrent donc guère dans la nature. Par contre, ils forment ensemble un composé très stable, NaCl (le sel de cuisine): Na cède son électron non désiré à Cl, et reste lié à ce dernier pour former NaCl, composé électriquement neutre.

Dans la même ligne du tableau périodique, on remarque aussi l'Argon (A), dont la couche externe comporte 8 électrons, ce qui le rend particulièrement stable, comme les autres éléments (appelés gaz rares) de la dernière colonne du tableau.

Comment ioniser?

Comment les atomes, neutres électriquement, en viennent-ils à devenir des ions, en perdant ou en gagnant des électrons?

- par agitation thermique
- par frottement
- par l'effet d'un champ électrique
- par l'effet de radiations
- par dissolution dans un solvant.