Τι είναι ένα ιόν; Ορισμός και Παραδείγματα

Ένα ιόν ορίζεται ως ένα άτομο ή ένα μόριο που έχει κερδίσει ή χάσει ένα ή περισσότερα από τα ηλεκτρόνια σθένους, δίνοντάς του καθαρό θετικό ή αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο. Με άλλα λόγια, υπάρχει μια ανισορροπία στον αριθμό των πρωτονίων (θετικά φορτισμένα σωματίδια) και των ηλεκτρονίων (αρνητικά φορτισμένα σωματίδια) σε ένα χημικό είδος.

Ο όρος "ιόν" εισήχθη από τον αγγλικό χημικό και φυσικό Μιχαήλ Φαραντάι το 1834 για να περιγράψει τα χημικά είδη που ταξιδεύουν από το ένα ηλεκτρόδιο στο άλλο σε υδατικό διάλυμα. Η λέξη ιόν προέρχεται από την ελληνική λέξη ιόν ή ienai, που σημαίνει "να πάει".

Αν και ο Faraday δεν μπόρεσε να ταυτοποιήσει τα σωματίδια που κινούνταν μεταξύ των ηλεκτροδίων, ήξερε ότι τα μέταλλα διαλύθηκαν σε ένα διάλυμα σε ένα ηλεκτρόδιο και ότι ένα άλλο μέταλλο αποτίθεται από το διάλυμα στο άλλο ηλεκτρόδιο, έτσι ώστε η ύλη έπρεπε να κινείται υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού ρεύμα.

Παραδείγματα ιόντων είναι:

άλφα σωματίδιο He²⁺

υδροξειδίου ΟΗ^-

Τα ιόντα μπορούν να ομαδοποιηθούν σε δύο ευρείες κατηγορίες: κατιόντα και ανιόντα.

Τα κατιόντα είναι ιόντα που φέρουν καθαρό θετικό φορτίο επειδή ο αριθμός των πρωτονίων στο είδος είναι μεγαλύτερος από τον αριθμό των ηλεκτρονίων. Ο τύπος για ένα κατιόν υποδεικνύεται από ένα δείκτη ακολουθώντας τον τύπο που δηλώνει τον αριθμό του φορτίου και ένα σήμα "+". Ένας αριθμός, αν υπάρχει, προηγείται του σημείου συν. Αν υπάρχει μόνο "+", σημαίνει ότι η χρέωση είναι +1. Για παράδειγμα, Ca²⁺ υποδηλώνει κατιόν με χρέωση +2.

Ανιόντα είναι ιόντα που φέρουν καθαρό αρνητικό φορτίο. Στα ανιόντα, υπάρχουν περισσότερα ηλεκτρόνια από τα πρωτόνια. Ο αριθμός των νετρονίων δεν είναι ένας παράγοντας για το αν ένα άτομο, λειτουργική ομάδα ή μόριο είναι ανιόν. Όπως και τα κατιόντα, το φορτίο σε ένα ανιόν υποδεικνύεται χρησιμοποιώντας έναν δείκτη μετά από χημικό τύπο. Για παράδειγμα, Cl^- είναι το σύμβολο για το ανιόν χλωρίου, το οποίο φέρει ένα μόνο αρνητικό φορτίο (-1). Εάν χρησιμοποιείται ένας αριθμός στον δείκτη, προηγείται του σημείου μείον. Για παράδειγμα, το θειικό ανιόν είναι γραμμένο ως:

ΕΤΣΙ₄^2-

Ένας τρόπος να θυμηθούμε τους ορισμούς των κατιόντων και των ανιόντων είναι να σκεφτόμαστε το γράμμα "t" στη λέξη κατιόν σαν να φαίνεται σαν σύμβολο συν. Το γράμμα "n" στο ανιόν είναι το αρχικό γράμμα στη λέξη "αρνητικό" ή είναι ένα γράμμα στη λέξη "ανιόν".

Επειδή φέρουν αντίθετα ηλεκτρικά φορτία, τα κατιόντα και τα ανιόντα έλκονται μεταξύ τους. Τα κατιόντα απωθούν άλλα κατιόντα. ανιόντα απωθούν άλλα ανιόντα. Λόγω της έλξης και της απόρριψης μεταξύ των ιόντων, είναι αντιδραστικά χημικά είδη. Τα κατιόντα και ανιόντα σχηματίζουν εύκολα ενώσεις μεταξύ τους, ιδιαίτερα άλατα. Επειδή τα ιόντα είναι ηλεκτρικά φορτισμένα, επηρεάζονται από μαγνητικά πεδία.

Εάν ένα ιόν αποτελείται από ένα μόνο άτομο, ονομάζεται μονοτονικό ιόν. Ένα παράδειγμα είναι το ιόν υδρογόνου, Η⁺. Αντίθετα, τα πολυατομικά ιόντα, που ονομάζονται επίσης μοριακά ιόντα, αποτελούνται από δύο ή περισσότερα άτομα. Ένα παράδειγμα ενός πολυατομικού ιόντος είναι το διχρωμικό ανιόν:

Cr₂Ο₇^2-