Mikä on ioni? Määritelmä ja esimerkit

Ioni määritellään atomiksi tai molekyyliksi, joka on saavuttanut tai menettänyt yhden tai useamman sen valenssielektronit, jolloin sille on positiivinen tai negatiivinen nettovaraus. Toisin sanoen kemiallisissa lajeissa on epätasapaino protonien (positiivisesti varautuneet hiukkaset) ja elektronien (negatiivisesti varautuneet hiukkaset) lukumäärässä.

Englantilainen kemisti ja fyysikko otti käyttöön termin "ioni" Michael Faraday vuonna 1834 kuvaamaan kemiallisia lajeja, jotka kulkevat elektrodista toiseen vesiliuoksessa. Sana ion tulee kreikan sanasta ioni tai ienai, joka tarkoittaa "mennä".

Vaikka Faraday ei pystynyt tunnistamaan elektrodien välillä liikkuvia hiukkasia, hän tiesi, että metallit liukenivat liuokseen yhdessä elektrodissa ja että toinen metalli kerrostui liuoksesta toiseen elektrodiin, joten aineen piti liikkua sähköisen vaikutuksen alaisena nykyinen.

Esimerkkejä ioneista ovat:

alfapartikkeli Hän²⁺

hydroksidi OH^-

Ionit voidaan ryhmitellä kahteen laajaan luokkaan: kationit ja anionit.

Kationit ovat ioneja, joilla on positiivinen nettovaraus, koska protonien lukumäärä lajeissa on suurempi kuin elektronien lukumäärä. Kationin kaava on merkitty yläkirjalla, joka seuraa kaavaa, joka ilmaisee varauksen määrän ja "+" -merkin. Numero, jos sellainen on, edeltää plusmerkkiä. Jos vain "+" on läsnä, se tarkoittaa, että maksu on +1. Esimerkiksi Ca²⁺ tarkoittaa kationia, jonka varaus on +2.

anionit ovat ionit, joissa on negatiivinen nettovaraus. Anioneissa on enemmän elektroneja kuin protoneja. Neutronien lukumäärä ei ole tekijä siinä, onko atomi, funktionaalinen ryhmä tai molekyyli anioni. Kuten kationit, anionin varaus ilmaistaan ​​yläkirjoituksella kemiallisen kaavan jälkeen. Esimerkiksi Cl^- on kloori-anionin symboli, jolla on yksi negatiivinen varaus (-1). Jos ylimmässä tekstissä käytetään numeroa, se edeltää miinusmerkkiä. Esimerkiksi sulfaatti-anioni kirjoitetaan seuraavasti:

NIIN₄^2-

Yksi tapa muistaa kationien ja anionien määritelmät on ajatella, että s-kationissa oleva t-kirjain näyttää plussymbolilta. Anionin kirjain "n" on sanan "negatiivinen" alkukirjain tai on sanan "anioni" kirjain.

Koska kationit ja anionit kuljettavat vastakkaisia ​​sähkövarauksia, ne vetävät toisiaan. Kationit hylkivät muut kationit; anionit hylkivät muut anionit. Ionien välisten vetovoimien ja heijastusten takia ne ovat reaktiivisia kemiallisia lajeja. Kationit ja anionit muodostavat helposti yhdisteitä toistensa kanssa, erityisesti suoloja. Koska ionit ovat sähköisesti varautuneita, niihin vaikuttavat magneettikentät.

Jos ioni koostuu yhdestä atomista, sitä kutsutaan monatomiseksi ioniksi. Esimerkki on vetyioni, H⁺. Sitä vastoin polyatomiset ionit, joita kutsutaan myös molekyyli-ioneiksi, koostuvat kahdesta tai useammasta atomista. Esimerkki polyatomisesta ionista on dikromaattianioni:

op₂O₇^2-