Cation

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cation (Français) / cation (Anglais) / الكاتيون (Arabe)


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  • Domaine, Discipline, Thématique :

Catégorie: sciences physiques et chimiques / Catégorie: chimie / Catégorie: Didactique des sciences physiques

Définition écrite

  • Définition du cation:

Un cation est un ion de charge positive (opposé à anion). En physique-chimie, ce terme désigne donc un ion à charge positive se dirigeant vers la cathode au cours de l'électrolyse d'une solution. Exemple : Les cations ont une charge électrique positive.

  • Un cation [katjɔ ̃] (du grec cata- : « en bas » et iôn : « qui va ») est un ion qui, ayant cédé un ou plusieurs électrons, porte une ou plusieurs charges électriques positives : à l’inverse, un anion contient plus d'électrons que de protons. On l'appelle ainsi car il est attiré, lors d'une électrolyse, par l'électrode négative, nommée cathode, de la même façon que les pôles de charges opposées des aimants s'attirent. Par exemple, l'ion sodium, noté Na+, est l'atome de sodium ayant perdu un électron.

En raison de la forte polarité de sa molécule, l'eau est un excellent solvant des ions. Le seul cation présent dans l'eau pure est l'ion oxonium (H3O+), usuellement et improprement nommé hydronium, formé par la solvatation du proton (H+) généré au cours de l'autoprotolyse.

En fonction du nombre de charges électriques, on distingue les cations monovalents, divalents, trivalents, etc. Les cations monovalents sont ceux des métaux alcalins (lithium, sodium, potassium, rubidium...) ; les métaux alcalino-terreux (béryllium, magnésium, calcium, strontium...) donnent des cations divalents ; les métaux de transition peuvent donner des cations mono, di, tri, tétra ou pentavalents. Par exemple, le fer peut perdre deux ou trois électrons (Fe2+ et Fe3+).

Le cation peut être monoatomique, tel l'ion cuivreux (Cu+), ou polyatomique, tel l'ion ammonium (NH4+).

Il peut être inorganique, tel le calcium (Ca2+), le magnésium (Mg2+), le sodium (Na+), le potassium (K+) et l'ammonium (NH4+), ou organique, comme l'ion pyridinium.




Définition graphique

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Puce-didaquest.png Exemples, applications, utilisations

  • un ion monoatomique
  • Un ion monoatomique est un ion formé à partir d'un atome (exemples : K+, Na+) ayant, par définition courante, gagné ou perdu un ou plusieurs électrons. Par opposition, un ion polyatomique s'est formé à partir d'un groupement d'au moins deux atomes (exemples : OH−, SO42−).
  • Un atome a tendance à perdre ou gagner des électrons pour adopter la configuration la plus adaptée selon l’environnement dans lequel il se trouve:

• un atome qui a gagné un ou plusieurs électrons sur sa couche externe est un ion monoatomique chargé négativement appelé anion. • un atome qui a perdu un ou plusieurs électrons est un ion monoatomique chargé positivement appelé cation.

Le nombre d'électrons perdu(s) ou gagné(s) constitue la charge de l’ion. Exemple : l'ion Calcium est Ca2+ Il est chargé positivement : c'est un cation Il a perdu 2 électrons : sa charge est 2+.

Quand on parle d’ion, on s’intéresse à la structure électronique de l’atome. Les ions peuvent être identifiés grâce à des tests caractéristiques.


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  • .....
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  • Question:.....


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  • Application de la règle du duet ou de l'octet aux ions monoatomiques:

Les atomes essaient d’adopter une répartition électronique sur leur couche externe la plus favorable pour conduire à des cations ou des anions : • Pour les atomes dont le numéro atomique est inférieur ou égal à 4, c’est la règle du duet qui l’emporte. • Pour les atomes dont le numéro est strictement supérieur à 4, c’est la règle de l’octet qui prévaut.

Exemple : Le lithium Li;(A=3 , Z=7)





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