Ha egy atom, vagy atomok, van egy kiegyensúlyozott számú elektronok (negatív töltés) és protonok (pozitív töltés) ezek semleges összességében. Ha azonban nem kiegyensúlyozottak, akkor felszámolásra kerülnek. Ezeket a feltöltött fajokat ionoknak nevezik.
mi az a kation?
a kationnak több protonja van, mint az elektronoknak, következésképpen nettó pozitív töltést ad. Ahhoz, hogy kation alakuljon ki,egy vagy több elektronot el kell veszíteni, általában olyan atomok húzzák el őket, amelyek erősebb affinitással rendelkeznek., Az elveszített elektronok száma, így az ion töltése a kémiai jel után jelenik meg, például az ezüst (Ag) elveszít egy elektront, hogy Ag+ legyen, míg a cink (Zn) két elektront veszít, hogy Zn2+legyen.
mi az az anion?
az anionnak több elektronja van, mint a protonoknak, következésképpen nettó negatív töltést ad. Ahhoz, hogy egy anion kialakuljon, egy vagy több elektronot kell elérni, általában más atomoktól távolítva, gyengébb affinitással. A kapott elektronok számát, így az ion töltését a kémiai szimbólum után jelöljük, például, klór (Cl) nyer egy elektron válik Cl-, míg az oxigén (O) nyer két elektron válik O2-.
kation vs anion diagram
a kationok és az anionok közötti fő különbségeket az alábbi táblázat foglalja össze.
a fématomok viszonylag lazán tartják elektronjaik egy részét. Következésképpen hajlamosak elektronok elvesztésére, kationokat képezve. Ezzel szemben a legtöbb nem fémes Atom erősebben vonzza az elektronokat, mint a fématomok, így az elektronok anionokat képeznek., Ezért, amikor egy fémből és egy nem fémes elemből álló atomok egyesülnek, a nem fémes atomok hajlamosak egy vagy több elektronot elvonni a fématomoktól, hogy ionokat képezzenek. Ezek az ellentétesen feltöltött ionok ezután vonzzák egymást, hogy ionos kötéseket képezzenek, és ionos vegyületeket állítsanak elő, teljes nettó töltés nélkül. Ilyenek például a kalcium-klorid (CaCl2), a kálium-jodid (KI) és a magnézium-oxid (MgO).
kation vs anion periódusos
lehetséges megjósolni, hogy egy atom kationot vagy anionot képez-e a periódusos táblán elfoglalt helyzete alapján., A halogének mindig anionokat képeznek, alkálifémek és alkáliföldfémek mindig kationokat képeznek. A legtöbb más fém kationokat képez (pl. vas, ezüst, nikkel), míg a legtöbb más nem metál általában anionokat képez (pl. oxigén, szén, kén). Egyes elemek azonban képesek mind kationokat, mind anionokat kialakítani a megfelelő feltételek mellett. Az egyik példa a hidrogén, amely (H-) vagy (H+) elektront nyerhet, hidridvegyületeket képezve, például znh2-t (ahol anion) és hidronvegyületeket, például H2O-t (ahol kation).,
A periódusos rendszer 18. csoportjában szereplő elemek – a “nemesgázok” – általában nem képeznek ionokat elektronjaik elrendezése miatt, ami általában nem aktívvá teszi őket.
Cation vs anion méret
a kationok és anionok a periódusos rendszerben sok méretben megtalálhatók, ahogy ez a videó is mutatja.
Ionos tulajdonságok felhasználásával
Az ionos tulajdonságokat a vegyészek számos célra felhasználhatják., Az ioncserélő kromatográfia például az álló fázishoz elválasztott molekulák affinitásán alapul, azok töltési tulajdonságai alapján, hogy lehetővé tegyék az elválasztást.
Az ionos tulajdonságok központi szerepet játszanak az akkumulátorok működésében is. Az akkumulátoroknak két elektróda van vezetőképes anyagból, a katód, amely a pozitív vég, ahol az elektromos áram elhagyja / elektronok belépnek, és az anód, ahol az elektromos áram belép/ elektronok távoznak. Az elektródák között elektrolit folyadék vagy gél, amely töltött részecskéket – ionokat tartalmaz., Mivel ez az ionos anyag reagál az elektródákkal, elektromos áramot generál. Egyszer használatos, szárazcellás akkumulátorok esetén a cinket általában anódként használják, míg a mangán-dioxid népszerű választás az elektrolit-katód számára. A cink-anód az akkumulátor tartályaként is működik a cink-szén elemekben, így a használat során oxidálódik, a tartalom idővel szivárogni kezdhet.
cink-szén szárazcellás akkumulátor (balra) és alkáli elem (jobbra).,
újratölthető elemekben, például sok lítium-ion akkumulátorban ez a kémiai folyamat visszafordítható, és a belső szerkezet különbözik, ami lehetővé teszi az akkumulátorok újratöltését.