ANION: FORMATION, CARACTÉRISTIQUES ET TYPES - CHIMIE - 2025

Un anion est toute espèce chimique à charge négative, en plus d'être l'un des deux types d'ions existants. Sa charge négative provient du fait qu'il a un excès d'électrons par rapport à la forme neutre de l'espèce; Pour chaque électron supplémentaire, sa charge négative augmente de un.

La charge négative peut être localisée sur un ou plusieurs atomes, ainsi que son influence sur une molécule dans son ensemble. Par souci de simplicité, quel que soit l'endroit où se trouve la charge (-), toute l'espèce, le composé ou la molécule est considéré comme un anion.

Les anions. Source: Gabriel Bolívar.

Si une espèce neutre X gagne un électron, l'excès de charges négatives se manifestera par la formation de l'anion X ^-, ce qui entraînera également une augmentation de son rayon atomique (image du haut, avec des sphères vertes). X et X ^- diffèrent considérablement dans leurs propriétés et dans la manière dont ils interagissent avec leur environnement.

Si X est maintenant supposé être l'atome H, par exemple, un cation ou un anion peut en découler: H ⁺ ou H ^-, respectivement. Le cation H ⁺ est l'ion hydrogène, également appelé proton; et H ^- est l'anion hydrure, le "plus simple" de tous les anions connus.

Formation d'un anion

La formation d'un anion peut être facilement expliquée dans la théorie; bien que, expérimentalement, cela puisse être un défi, surtout si vous le voulez pur, sans charges positives attirées par ses charges négatives.

Frais formels et moins de liens

Un anion se forme lorsqu'il y a un excès ou un gain d'électrons dans un atome. Ledit gain peut être déterminé en utilisant les charges formelles dans une structure de Lewis. De plus, grâce à la méthode précédente, il est possible de savoir exactement de quel atome ou groupe d'entre eux provient la charge négative.

Lorsque les atomes forment des liaisons covalentes, même si la distribution des électrons est égale, il peut y avoir une perte partielle d'électrons. En ce sens, moins il y a de liaisons, plus il y a d'atomes électronégatifs, plus ils auront de paires d'électrons libres et donc présenteront des charges négatives.

Prenons par exemple la molécule d'ammoniaque, NH ₃. NH ₃ est neutre et n'a donc pas de charges électriques. Si un H était éliminé, c'est-à-dire qu'une liaison NH était rompue, l'anion NH ₂ ^- serait obtenu. En dessinant sa structure de Lewis et en calculant la charge formelle sur N, cela peut être vérifié.

Suite à la rupture de plusieurs liaisons NH, nous avons maintenant l'anion NH ^2-; et en éliminant le dernier H, on obtient finalement l'anion N ^3-, appelé anion nitrure. L'azote n'a plus le moyen de gagner plus d'électrons, et sa charge -3 est la plus négative qu'il puisse atteindre; leurs orbitales ne donnent pas plus.

Réductions

Un anion peut se former à la suite d'une réduction: il gagne des électrons en oxydant une autre espèce, qui les perd. L'oxygène, par exemple, représente très bien ce type de réaction chimique.

Lorsque l'oxygène est réduit, il s'oxyde en une autre espèce et devient l'anion oxyde, O ^2-; présent dans d'innombrables minéraux et composés inorganiques.

Physique

Un atome peut gagner des électrons s'il est en phase gazeuse:

X (g) + e ^- => X ^- (g)

Cette façon de former un anion implique une large connaissance des techniques physiques, alors que les anions gazeux ne sont pas faciles à étudier, et toutes les espèces ne sont pas non plus facilement volatilisées ou atomisées en phase gazeuse.

caractéristiques

En termes généraux, les caractéristiques typiques d'un anion seront mentionnées ci-dessous avant de discuter de leurs types et exemples:

-Il est plus volumineux que l'atome neutre dont il dérive.

-Il peut être plus ou moins stable, malgré la répulsion électronique croissante entre ses propres électrons.

-Si l'anion provient d'un atome à faible électronégatif, tel que le carbone, il est très réactif.

-Établir de forts moments dipolaires.

-Il augmente encore plus son interaction avec les solvants polaires.

-L'anion monatomique est isoélectronique au gaz rare de son époque; c'est-à-dire qu'il a le même nombre d'électrons dans sa couche de valence.

-Il peut polariser le nuage électronique d'un atome voisin, repoussant ses électrons externes.

Les types

Monatomique

Comme son nom l'indique, c'est un anion constitué d'un seul atome: la charge négative est bien localisée. Chaque groupe du tableau périodique a des charges négatives caractéristiques; et comme ce sont des anions, ce sont les non-métaux situés dans le bloc p. Quelques exemples et leurs noms sont ci-dessous:

-Cl ^-, chlorure.

-I ^-, iodure.

-F ^- fluorure.

-Br ^-, bromure.

-O ^2-, rouille.

-S ^2-, sulfure.

-Je sais ^2-, séléniure.

-Te ^2-, tellurure.

-Po ^2-, poloniuro.

-N ^3-, nitrure.

-P ^3-, phosphure.

-As ^3-, arséniure.

-Sb ^3-, antimoniuro.

-C ^4-, carbure.

-Si ^4-, siliciure.

-B ^3-, borure.

Oxoanions

Les oxoanions sont caractérisés en ce qu'ils ont une liaison X = O, où X peut être n'importe quel élément non métallique (sauf le fluor), ou un métal (chrome, manganèse, ect.). Ils peuvent également avoir un ou plusieurs liens simples XO.

Certains oxoanions avec leurs noms respectifs sont:

-ClO ^-, hypochlorite.

-BrO ^-, hypobromite.

-IO ^-, hypoiodite.

-ClO ₂ ^-, chlorite.

-ClO ₃ ^-, chlorate.

-IO ₃ ^-, iodé.

-ClO ₄ ^-, perchlorate.

-PO ₄ ^3-, phosphate.

-CO ₃ ^2-, carbonate.

-CrO ₄ ^2-, chromate.

-Cr ₂ O ₇ ^2-, bichromate.

-SO ₄ ^2-, sulfate.

-S ₂ O ₃ ^2-, thiosulfate.

-NO ₃ ^-, nitrate.

-NO ₂ ^-, nitrite.

-BO ₃ ^3-, borate.

-AsO ₄ ^3-, arséniate.

-PO ₃ ^3-, phosphite.

-MnO ₄ ^-, permanganate.

Biologique

Les molécules organiques ont des groupes fonctionnels qui peuvent devenir chargés électriquement. Comment? En formant ou rompant des liaisons covalentes, très similaire à l'exemple de la molécule NH ₃.

Certains anions organiques sont:

-CH ₃ COO ^-, acétate.

-HCOO ^-, format.

-C ₂ O ₄ ^2-, oxalate.

-RCOO ^-, carboxylate.

-CH ₃ CONH ^-, amidate.

-RO ^-, alcoolate.

-R ₃ C ^-, carbanion.

-CH ₃ O ^-, méthylate.

Polyatomique

Les oxoanions sont également des anions polyatomiques, c'est-à-dire qu'ils se composent de plus d'un atome. Il en va de même pour les anions organiques. Cependant, les polyatomiques n'entrent dans aucune des classifications ci-dessus. Certains d'entre eux sont:

-CN ^-, cyanure (a une triple liaison, C≡N).

-OCN ^-, cyanate.

-SCN ^-, thiocyanate.

-NH ₂ ^-, amide.

-OH ^-, hydroxyle, hydroxyde ou hydroxyle.

-O ₂ ^-, superoxyde.

-O ₂ ^2-, peroxyde.

Moléculaire ou complexe

Dans les anions organiques, certains groupes fonctionnels chargés négativement ont été mentionnés. Ces groupes peuvent faire partie d'une grande molécule, et ainsi l'anion peut être un composé robuste complet avec de nombreuses liaisons. Le plus simple de ce type d'anions est l'hypothèse H ₂ ^- molécule.

Un autre exemple de ces anions sont les polysulfures, S _n ^2-, qui sont constitués de chaînes avec de multiples liaisons SS. En outre, les composés de coordination des métaux chargés négativement tels que ^- et ^2- peuvent être comptés.

Références

1. Whitten, Davis, Peck et Stanley. (2008). Chimie. (8e éd.). Apprentissage CENGAGE.
2. Wikipédia. (2019). Anion. Récupéré de: es.wikipedia.org
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (21 mars 2019). Tableau des anions communs et liste des formules. Récupéré de: thinkco.com
4. Fondation CK-12. (29 juin 2016). Formation d'anions. Chimie LibreTexts. Récupéré de: chem.libretexts.org
5. Francis E. (2002). Les anions. Collège communautaire de Clackamas. Récupéré de: dl.clackamas.edu
6. Société américaine de physique. (3 novembre 2011). Synopsis: L'anion moléculaire le plus simple. Récupéré de: physics.aps.org