Wenn ein Atom oder Atome eine ausgewogene Anzahl von Elektronen (negative Ladung) und Protonen (positive Ladung) hat, sind sie insgesamt neutral. Wenn sie jedoch nicht ausgeglichen sind, werden sie berechnet. Diese geladenen Arten werden Ionen genannt.
Was ist ein Kation?
Ein Kation hat mehr Protonen als Elektronen, wodurch es eine positive Nettoladung erhält. Damit sich ein Kation bilden kann, müssen ein oder mehrere Elektronen verloren gehen, die typischerweise von Atomen mit einer stärkeren Affinität zu ihnen weggezogen werden., Die Anzahl der verlorenen Elektronen und damit die Ladung des Ions wird nach dem chemischen Symbol angezeigt, z. B. verliert Silber (Ag) ein Elektron, um Ag+ zu werden, während Zink (Zn) zwei Elektronen verliert, um Zn2+zu werden.
Was ist ein anion?
Ein Anion hat mehr Elektronen als Protonen, wodurch es eine negative Nettoladung erhält. Damit sich ein Anion bilden kann, müssen ein oder mehrere Elektronen gewonnen werden, die typischerweise von anderen Atomen mit einer schwächeren Affinität zu ihnen weggezogen werden. Die Anzahl der gewonnenen Elektronen und damit die Ladung des Ions wird nach dem chemischen Symbol angezeigt, z., chlor (Cl) gewinnt ein Elektron, um Cl-zu werden, während Sauerstoff (O) zwei Elektronen gewinnt, um O2-zu werden.
Kation vs Anion chart
Die Hauptunterschiede zwischen Kationen und Anionen sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
Metallische Atome halten einen Teil ihrer Elektronen relativ locker. Folglich neigen sie dazu, Elektronen zu verlieren und Kationen zu bilden. Umgekehrt ziehen die meisten nichtmetallischen Atome Elektronen stärker an als metallische Atome und gewinnen so Elektronen, um Anionen zu bilden., Wenn sich also Atome aus einem metallischen und einem nichtmetallischen Element verbinden, neigen die nichtmetallischen Atome dazu, ein oder mehrere Elektronen von den metallischen Atomen wegzuziehen, um Ionen zu bilden. Diese entgegengesetzt geladenen Ionen ziehen sich dann gegenseitig an, um Ionenbindungen zu bilden und ionische Verbindungen ohne Gesamtnettladung zu erzeugen. Beispiele hierfür sind Calciumchlorid (CaCl2), Kaliumiodid (KI) und Magnesiumoxid (MgO).
Kation vs Anion Periodensystem
Anhand seiner Position im Periodensystem kann man vorhersagen, ob ein Atom ein Kation oder ein Anion bildet., Halogene bilden immer Anionen, Alkalimetalle und Erdalkalimetalle bilden immer Kationen. Die meisten anderen Metalle bilden Kationen (z. B. Eisen, Silber, Nickel), während die meisten anderen Nichtmetalle typischerweise Anionen bilden (z. B. Sauerstoff, Kohlenstoff, Schwefel). Einige Elemente können jedoch unter den richtigen Bedingungen sowohl Kationen als auch Anionen bilden. Ein Beispiel ist Wasserstoff, der ein Elektron gewinnen (H-) oder verlieren (H+) kann und Hydridverbindungen wie ZnH2 (wo es ein Anion ist) und Hydronverbindungen wie H2O (wo es ein Kation ist) bildet.,
Elemente der Gruppe 18 des Periodensystems-die“ Edelgase “ – neigen aufgrund der Anordnung ihrer Elektronen dazu, keine Ionen zu bilden, was sie im Allgemeinen unreaktiv macht.
Kation vs Anionengröße
Kationen und Anionen kommen in vielen Größen über das Periodensystem, wie in diesem Video zu sehen.
Unter Verwendung ionischer Eigenschaften
Ionische Eigenschaften können von Chemikern für eine Reihe von Zwecken genutzt werden., Die Ionenaustauschchromatographie beruht beispielsweise auf der Affinität der für die stationäre Phase abgetrennten Moleküle auf der Grundlage ihrer Ladungseigenschaften, um eine Trennung zu ermöglichen.
Ionische Eigenschaften sind auch für die Funktion von Batterien von zentraler Bedeutung. Batterien haben zwei Elektroden aus leitfähigem Material, die Kathode, die das positive Ende ist, wo der elektrische Strom austritt/Elektronen eintreten, und die Anode, wo der elektrische Strom eintritt/ Elektronen gehen. Zwischen den Elektroden befindet sich eine Elektrolytflüssigkeit oder ein Gel, das geladene Teilchen – Ionen-enthält., Da diese ionische Substanz mit den Elektroden reagiert, erzeugt sie elektrischen Strom. Im einmaligen Gebrauch, Trockenzellbatterien, Zink wird allgemein als die Anode verwendet, während Mangandioxid eine populäre Wahl für die Elektrolytkathode ist. Die Zinkanode fungiert auch als Behälter der Batterie in Zink-Kohlenstoff-Batterien, so dass der Inhalt im Laufe der Zeit auslaufen kann, wenn er während des Gebrauchs oxidiert.
Eine Zink-Kohlenstoff-Trockenzellenbatterie (links) und eine Alkalibatterie (rechts).,
In akkus, wie viele lithium-ionen batterien, diese chemische prozess ist reversibel und die interne struktur verschiedene, die ermöglicht die batterien aufgeladen werden.