om en atom, eller atomer, har ett balanserat antal elektroner (negativ laddning) och protoner (positiv laddning) är de neutrala övergripande. Men om de inte är balanserade kommer de att debiteras. Dessa laddade arter kallas joner.
Vad är en katjon?
en katjon har fler protoner än elektroner, vilket ger den en nettopositiv laddning. För att en katjon ska bildas måste en eller flera elektroner förloras, vanligtvis dras bort av atomer med starkare affinitet för dem., Antalet elektroner förlorade, och så laddningen av jonen, indikeras efter den kemiska symbolen, t.ex. silver (Ag) förlorar en elektron att bli Ag+, medan zink (Zn) förlorar två elektroner att bli Zn2+.
Vad är en anjon?
en anjon har fler elektroner än protoner, vilket ger den en negativ nettoladdning. För att en anjon ska bildas måste en eller flera elektroner vinnas, vanligtvis dras bort från andra atomer med en svagare affinitet för dem. Antalet elektroner som vunnits, och därmed laddningen av jonen, anges efter den kemiska symbolen, t. ex., klor (Cl) får en elektron att bli Cl-, medan syre (O) får två elektroner att bli O2-.
Cation vs anion diagram
de viktigaste skillnaderna mellan katjoner och anjoner sammanfattas i tabellen nedan.
metalliska atomer håller några av sina elektroner relativt löst. Följaktligen tenderar de att förlora elektroner och bilda katjoner. Omvänt lockar de flesta icke-metalliska atomer elektroner starkare än metallatomer, och så får elektroner att bilda anjoner., Därför, när atomer från ett metalliskt och ett icke-metalliskt element kombinerar, tenderar de icke-metalliska atomerna att dra en eller flera elektroner bort från metallatomerna för att bilda joner. Dessa motsatt laddade joner lockar sedan varandra för att bilda jonbindningar och producera joniska föreningar utan övergripande nettoavgift. Exempel inkluderar kalciumklorid (CaCl2), kaliumjodid (KI) och magnesiumoxid (mgo).
Cation vs anion periodiska systemet
det kan vara möjligt att förutsäga om en atom kommer att bilda en katjon eller en anjon baserat på dess position på det periodiska systemet., Halogener bildar alltid anjoner, alkalimetaller och alkaliska jordartsmetaller bildar alltid katjoner. De flesta andra metaller bildar katjoner (t.ex. järn, silver, nickel), medan de flesta andra nonmetals vanligtvis bildar anjoner (t. ex. syre, kol, svavel). Vissa element kan emellertid bilda både katjoner och anjoner med rätt villkor. Ett exempel är väte, som kan få (H-) eller förlora (H+) en elektron, som bildar hydridföreningar såsom ZnH2 (där det är en anjon) och hydronföreningar såsom H2O (där det är en katjon).,
element i Grupp 18 i det periodiska systemet – ”ädelgaserna”, tenderar att inte bilda joner på grund av arrangemanget av deras elektroner vilket gör dem generellt oreaktiva.
Cation vs anion storlek
katjoner och anjoner finns i många storlekar över det periodiska systemet, vilket framgår av den här videon.
använda joniska egenskaper
joniska egenskaper kan utnyttjas av kemister för en rad olika ändamål., Jonbyteskromatografi bygger till exempel på affiniteten hos de molekyler som separeras för den stationära fasen baserat på deras laddningsegenskaper för att möjliggöra separation.
joniska egenskaper är också centrala för batteriernas funktion. Batterierna har två elektroder av ledande material, katoden som är den positiva änden där den elektriska strömmen lämnar/elektroner in och anoden där den elektriska strömmen kommer in/ elektroner lämnar. Mellan elektroderna är en elektrolytvätska eller gel som innehåller laddade partiklar – joner., Eftersom denna Joniska substans reagerar med elektroderna genererar den elektrisk ström. Vid engångsbruk, torra cellbatterier, zink används ofta som anod medan mangandioxid är ett populärt val för elektrolytkatoden. Zinkanoden fungerar också som batteriets behållare i zinkkolbatterier så som den oxiderar under användning, kan innehållet börja läcka över tiden.
ett zinkkoltorrcellsbatteri (vänster) och alkaliskt batteri (höger).,
i uppladdningsbara batterier, såsom många litiumjonbatterier, är denna kemiska process reversibel och den interna strukturen annorlunda som gör att batterierna kan laddas.