Was ist ein Ion? Definition und Beispiele

Ein Ion ist definiert als ein Atom oder Molekül, das eines oder mehrere seiner Ionen gewonnen oder verloren hat Valenzelektronenund gibt ihm eine positive oder negative Nettoladung. Mit anderen Worten, es gibt ein Ungleichgewicht in der Anzahl von Protonen (positiv geladene Teilchen) und Elektronen (negativ geladene Teilchen) in einer chemischen Spezies.

Der Begriff "Ion" wurde vom englischen Chemiker und Physiker eingeführt Michael Faraday 1834, um die chemische Spezies zu beschreiben, die in wässriger Lösung von einer Elektrode zur anderen wandert. Das Wort Ion kommt vom griechischen Wort Ion oder ienai, was "gehen" bedeutet.

Obwohl Faraday die sich zwischen den Elektroden bewegenden Partikel nicht identifizieren konnte, wusste er, dass sich Metalle an einer Elektrode und in einer Lösung lösten dass ein anderes Metall aus der Lösung an der anderen Elektrode abgeschieden wurde, so dass sich die Materie unter dem Einfluss einer elektrischen bewegen musste Strom.

Beispiele für Ionen sind:

Alpha-Teilchen He²⁺

Hydroxid OH^-

Ionen können in zwei große Kategorien eingeteilt werden: Kationen und Anionen.

Kationen sind Ionen, die eine positive Nettoladung tragen, da die Anzahl der Protonen in der Spezies größer ist als die Anzahl der Elektronen. Die Formel für ein Kation wird durch einen hochgestellten Index angegeben, der der Formel folgt, die die Nummer der Ladung und ein "+" - Zeichen angibt. Vor dem Pluszeichen steht eine Zahl, falls vorhanden. Wenn nur ein "+" vorhanden ist, bedeutet dies, dass die Gebühr +1 beträgt. Zum Beispiel Ca.²⁺ zeigt ein Kation mit einer Ladung von +2 an.

Anionen sind Ionen, die eine negative Nettoladung tragen. In Anionen gibt es mehr Elektronen als Protonen. Die Anzahl der Neutronen spielt keine Rolle, ob ein Atom, eine funktionelle Gruppe oder ein Molekül ein Anion ist. Wie bei Kationen wird die Ladung eines Anions nach einer chemischen Formel hochgestellt angegeben. Zum Beispiel Cl^- ist das Symbol für das Chloranion, das eine einzige negative Ladung (-1) trägt. Wenn im hochgestellten Text eine Zahl verwendet wird, steht diese vor dem Minuszeichen. Zum Beispiel wird das Sulfatanion wie folgt geschrieben:

SO₄^2-

Eine Möglichkeit, sich an die Definitionen von Kationen und Anionen zu erinnern, besteht darin, sich den Buchstaben "t" im Wort "Kation" als Pluszeichen vorzustellen. Der Buchstabe "n" im Anion ist der Anfangsbuchstabe im Wort "negativ" oder ein Buchstabe im Wort "Anion".

Da sie entgegengesetzte elektrische Ladungen tragen, werden Kationen und Anionen voneinander angezogen. Kationen stoßen andere Kationen ab; Anionen stoßen andere Anionen ab. Aufgrund der Anziehungskraft und Abstoßung zwischen Ionen sind sie reaktive chemische Spezies. Kationen und Anionen bilden leicht Verbindungen miteinander, insbesondere Salze. Da Ionen elektrisch geladen sind, werden sie von Magnetfeldern beeinflusst.

Wenn ein Ion aus einem einzelnen Atom besteht, spricht man von einem einatomigen Ion. Ein Beispiel ist das Wasserstoffion H.⁺. Im Gegensatz dazu bestehen mehratomige Ionen, auch Molekülionen genannt, aus zwei oder mehr Atomen. Ein Beispiel für ein mehratomiges Ion ist das Dichromatanion:

Cr₂Ö₇^2-