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Un ion apparaît lorsqu’un atome — ou un groupe d’atomes — porte une charge électrique nette. Le noyau n’a pas changé d’identité : c’est le bilan entre charges positives des protons et charges négatives des électrons qui n’est plus équilibré. Perdre un électron conduit à une charge positive ; en gagner conduit à une charge négative. Derrière cette comptabilité très simple se cachent les sels, les électrolytes, les piles et une immense partie de la chimie en solution. Les électrons de valence sont ceux qui participent le plus directement aux liaisons et à la réactivité. Pour les éléments des groupes principaux, cette idée est particulièrement intuitive. Elle explique de nombreuses ressemblances entre éléments d’une même colonne. Pour les métaux de transition, la frontière entre électrons de cœur et de valence devient plus subtile. L’énergie d’ionisation mesure l’énergie nécessaire pour arracher un électron à une espèce gazeuse dans un état défini. Les ionisations successives correspondent au retrait d’électrons l’un après l’autre. La tendance générale dans le tableau périodique est très informative, mais les exceptions sont elles aussi intéressantes : sous-couches, appariement électronique et écrantage laissent leur signature.
Primary references
IUPAC Gold Book · NIST · BIPM