SOS physique-chimie

Bonjour

La taille de l'anion S- est-elle plus proche de la taille de cation Ca2+,Mg2+ ou Sr2+? 

Je sais que S- a 15 electrons 
Ca2+ a 18 electrons
Mg2+ a 10 electrons 
Sr2+ a 36 electrons

En connaissant les lois avec les rayons atomiques on détermine que les rayons atomiques de Sr > Ca > Mg 
(De part leurs positions dans le tableau périodique, de bas en haut le rayon augmente)

Peut on dire que 10 electrons est proche de 15 electrons? Donc la réponse est Ca.

Mais ma réponse est un peu légère je pense. 


Merci pour votre aide.

Bonjour Aurélie,

Tout d'abord cette question me semble un peu difficile pour un niveau lycée ...

Essayons cependant d'y apporter une réponse.
La rayon d'un ion est une chose difficile à exprimer, puisque qu'un même ion dans des contextes différents (contre ion différent, coordination différente ...) aura une taille estimée différente.

On retient :
* pour une même charge électrique, le rayon des ions diminue en se délaçant vers la droite d'une même période : nous ne sommes pas dans ce cas ;
* au sein d'une même famille, toujours pour une même charge électrique (mais c'est ici plus systématique), le rayon de l'ion augmente fortement en descendant, par occupation de couches électroniques de plus en plus éloignées du noyau. Donc Mg2+ est bien plus petit que Ca2+ qui est lui-même bien plus petit que Sr2+.

Mais attention, vous cherchez ici à comparer la taille d'un anion (négatif) à celle de cations (positifs). Le décompte des électrons n'est pas suffisant : dans le cas d'un cation, la surcharge positive du noyau entraîne une contraction du nuage électronique, alors que dans l'anion, la surcharge négative du nuage augmente la force électromagnétique d'attraction avec le noyau, mais aussi l'occupation globale de la couche externe, et donc sa dilatation, 2 effets contradictoires ...

Bref, il vaut mieux se rappeler que les cations sont généralement bien plus petit que les anions.

Appliqué à notre cas :
* Mg 2+ est sur la même période que S2- : il est nécessairement bien plus petit.
* Ca2+ est sur la période suivante ; il possède la même structure électronique sur S2- (structure stable de Ar), avec une charge du noyau plus importante, donc une force d'attraction plus importante : il est est donc nécessairement bien plus petit aussi.
* Les électrons externes de Sr2+ occupent une couche électronique supérieure à la couche externe de S2- : c'est un cation à priori plus petit, avec une couche électronique de plus ... Deux effets très contradictoires, difficiles à départager par le raisonnement.

Donc on peut "prévoir" que l'ion qui aura la taille la plus proche de S2- est Sr2+.

Les tables que l'on trouve donnent, pour une coordinence de 6 pour tous les ions, un rayon ionique de 86 pm pour Mg2+, 114 pm pour Ca2+, 132 pm pour Sr2+ et 170 pm pour S2- (Chimie Inorganique, Huheey, DeBoeck Université, p 114,115,116)

Bonjour j'ai exactement la même question dans mon livre d'exercices de chimie pourtant la réponses indiquée dans le livre est Ca2+

Bonjour,

Parle-t-on de S- ou de S2- dans votre question ? Car Aurélie pose la question avec S- (ce qui semble une bien étrange idée ...) et mon collègue a naturellement répondu pour S2- plus logique.