Mis on ioon? Definitsioon ja näited

Ioon on aatom või molekul, mis on saavutanud või kaotanud ühe või mitu selle ainet valentselektronid, andes sellele neto positiivse või negatiivse elektrilaengu. Teisisõnu, keemiliste ühendite prootonite (positiivselt laetud osakesed) ja elektronide (negatiivselt laetud osakesed) arv on tasakaalustamata.

Mõiste "ioon" võttis kasutusele inglise keemik ja füüsik Michael Faraday aastal 1834, et kirjeldada vesilahuses ühest elektroodist teise liikuvaid keemilisi liike. Sõna ioon pärineb kreeka sõnast ioon või ienai, mis tähendab "minema".

Ehkki Faraday ei suutnud elektroodide vahel liikuvaid osakesi tuvastada, teadis ta, et metallid lahustusid ühe elektroodi lahuses ja et teises elektroodis oli lahusest ladestunud veel üks metall, seega pidi aine liikuma elektri mõjul praegune.

Ioonide näideteks on:

alfaosake Ta²⁺

hüdroksiid OH^-

Ioonid võib jagada kahte laia kategooriasse: katioonid ja anioonid.

Katioonid on ioonid, millel on positiivne netolaeng, kuna liikides on prootonite arv suurem kui elektronide arv. Katiooni valem on tähistatud ülakomponendiga, mis järgneb valemile, mis näitab laengu arvu ja "+" märki. Plussmärgile eelneb number, kui see on olemas. Kui kohal on ainult „+”, tähendab see, et laeng on +1. Näiteks Ca

Anioonid on ioonid, mis kannavad neto negatiivset laengu. Anioonides on rohkem elektrone kui prootoneid. Neutronite arv ei ole oluline, kas aatom, funktsionaalrühm või molekul on anioon. Sarnaselt katioonidega on aniooni laeng näidatud keemilise valemi järel ülakomaga. Näiteks Cl^- on kloori aniooni sümbol, mis kannab ühte negatiivset laengu (-1). Kui ülakirjas kasutatakse numbrit, eelneb see miinusmärgile. Näiteks sulfaatioon kirjutatakse järgmiselt:

Nii₄^2-

Üks võimalus katioonide ja anioonide määratluste meeldejätmiseks on mõelda sõna katioonis olev täht "t" pluss sümbolina. Täht "n" anioonis on algustäht sõnas "negatiivne" või on täht sõnas "anioon".

Kuna katioonid ja anioonid kannavad vastupidiseid elektrilaenguid, tõmbuvad nad üksteise vastu. Katioonid tõrjuvad teisi katioone; anioonid tõrjuvad teisi anioone. Ioonide vahelise atraktiivsuse ja tõrjumise tõttu on nad reaktiivsed keemilised liigid. Katioonid ja anioonid moodustavad kergesti üksteisega ühendeid, eriti sooli. Kuna ioonid on elektriliselt laetud, mõjutavad neid magnetväljad.

Kui ioon koosneb ühest aatomist, nimetatakse seda monatomseks iooniks. Näiteks võib tuua vesinikuiooni H⁺. Polüatomilised ioonid, mida nimetatakse ka molekulaarseteks ioonideks, koosnevad seevastu kahest või enamast aatomist. Polüatomaatilise iooni näide on dikromaadi anioon:

Kr₂O₇^2-