الكاتيونات والأنيونات: المفهوم والأمثلة والروابط الأيونية

الكاتيونات والأنيونات هي أنواع من الأيونات ، أي الذرات التي اكتسبت أو فقدت إلكترونات من خلال الروابط الكيميائية.

تعتبر الذرة التي تحتوي على نفس عدد البروتونات (الشحنة الموجبة) والإلكترونات (الشحنة السالبة) محايدة كهربائيًا. عندما تقبل هذه الذرة الإلكترونات أو تنقلها ، فإنها تسمى أيونًا ، والتي بدورها يمكن أن تكون:

• الكاتيون: ذرة فقدت (أو تخلت عن) إلكترونات وبالتالي فهي مشحونة إيجابياً.
• أنيون: ذرة اكتسبت (أو قبلت) إلكترونات وبالتالي فهي سالبة الشحنة.

الكاتيون

الكاتيون هو ذرة لها شحنة موجبة لأنها تحتوي على عدد من البروتونات أكثر من الإلكترونات.

تميل المعادن القلوية (الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم والروبيديوم والسيزيوم والفرانسيوم) إلى تكوين الكاتيونات لأنها تحتوي على إلكترون واحد فقط في غلاف التكافؤ. هذا يعني أن الطاقة اللازمة لإزالة هذا الإلكترون منخفضة للغاية ، مما يجعل هذه العناصر شديدة التفاعل.

يتم تمثيل الكاتيون بالرمز ⁺، بعد اسم العنصر. تشير كمية الإلكترونات المفقودة إلى نوع الكاتيون:

• تسمى الكاتيونات ذات الشحنة +1 أحادية التكافؤ.
• تسمى الكاتيونات ذات الشحنة +2 ثنائية التكافؤ.
• تسمى الكاتيونات التي تحتوي على +3 شحنة ثلاثية التكافؤ.

يمكن أيضًا تحديد أنواع الكاتيون بكمية الإشارات ⁺. وبالتالي ، عنصر يمثله فقط ⁺ هو كاتيون أحادي التكافؤ ، بينما يمثله الآخر ⁺⁺⁺ هو كاتيون ثلاثي التكافؤ.

أمثلة على الكاتيونات

• ال⁺³ (الألومنيوم)
• هنا⁺² (كالسيوم)
• ملغ⁺² (المغنيسيوم)
• في⁺¹ (صوديوم)
• ك⁺¹ (بوتاسيوم)
• Zn⁺² (زنك)
• الرصاص⁺⁴ (قيادة)

أنيون

الأنيون ذرة لها شحنة سالبة لأنها تحتوي على إلكترونات أكثر من البروتونات. تميل عناصر عائلات النيتروجين والكالكوجين والهالوجينات إلى تكوين الأنيونات لأنها سهلة لقبول الإلكترونات.

يتم تمثيل الأنيون بالرمز ^-، بعد اسم العنصر. تشير كمية الإلكترونات المستلمة إلى نوع الأنيون:

• تسمى الأنيونات ذات الشحنة -1 أحادية التكافؤ.
• تسمى الأنيونات ذات الشحنة -2 ثنائية التكافؤ.
• تسمى الأنيونات ذات الشحنة -3 بثلاثية التكافؤ.

كما هو الحال مع الكاتيونات ، يمكن أيضًا تحديد الأنيونات بكمية الإشارات ^-. لذلك ، عنصر يمثله فقط ^- هو أنيون أحادي التكافؤ ، في حين أن آخر يمثله ^{- -} هو أنيون ثنائي التكافؤ.

أمثلة على الأنيونات

• ا^-2 (أكسجين)
• ن^-3 (أزيد)
• F^-1 (فلوريد)
• ر^-1 (البروميد)
• س^-2 (كبريت)
• Cl^-1 (كلوريد)

الرابطة الأيونية

الروابط الأيونية أو الروابط الكهربية هي روابط تحدث بين الكاتيونات والأنيونات.

يمكن للعناصر أن تقبل الإلكترونات أو تتخلى عنها أو تشاركها بطريقة تجعل غلاف طاقتها الأخير يحتوي على 8 إلكترونات. يُعرف هذا باسم نظرية الثماني.

وفقًا لنظرية الثمانية ، تميل الذرات إلى الاستقرار عندما يكون هناك 8 إلكترونات في غلاف التكافؤ (آخر غلاف إلكتروني). وبالتالي ، نظرًا لأنها موجبة الشحنة ، ترتبط الكاتيونات بالأنيونات سالبة الشحنة. بهذه الطريقة ، تتخلى الذرات عن الإلكترونات أو تقبلها من أجل تحقيق التوازن.

الروابط المتكونة بين الكاتيونات والأنيونات قوية جدًا وتميل إلى امتلاك السمات التالية:

• فهي صلبة وهشة في ظل الظروف العادية لدرجة الحرارة والضغط ؛
• لها نقاط انصهار وغليان عالية جدًا ؛
• أفضل مذيب لها هو الماء.
• عندما تذوب في السوائل ، فإنها توصل تيارًا كهربائيًا.

تؤدي الروابط الأيونية إلى نشوء مركبات أيونية ، مثل كلوريد الصوديوم (ملح الطعام) ، تكونت بواسطة رابطة الصوديوم⁺ (كاتيون الصوديوم) + Cl^- (أنيون كلوريد) → كلوريد الصوديوم.

أمثلة على المركبات الأيونية

بعض الأمثلة على المركبات الأيونية هي:

• كلوريد الصوديوم - كلوريد الصوديوم (ملح الطعام)
• في₂فقط₄ - كبريتات الصوديوم
• كربونات الكالسيوم₃ - كربونات الكالسيوم
• نانو₃ - نترات الصوديوم

جدول الكاتيون

اقرأ^+	الليثيوم	إيمان^+2	حديدي
في^+	صوديوم	شارك^+2	كوبالت
ك^+	البوتاسيوم	ني^+2	النيكل مطلي
ر^+	روبيديوم	ي^+2	صفيحي
سي اس^+	السيزيوم	الرصاص^+2	بلومبوس
(NH4)^+	الأمونيوم	مينيسوتا^+2	مانجو
اي جي^+	فضة	نقطة^+2	البلاتين
الحمار^+	نحاس	ثنائية^+3	البزموت
زئبق^+	زئبقي	ال^+3	الألومنيوم
Au^+	شفقي	سجل تجاري^+3	كروم
ملغ^+2	المغنيسيوم	Au^+3	ذهبي
هنا^+2	الكالسيوم	إيمان^+3	حديدي
السيد^+2	السترونتيوم	شارك^+3	كوبالتك
با^+2	الباريوم	ني^+3	نيكل
Zn^+2	الزنك	ي^+4	ستانيك
قرص مضغوط^+2	الكادميوم	الرصاص^+4	رصاصي
الحمار^+2	نحاسي	مينيسوتا^+4	المنجانيك
زئبق^+2	زئبقي	نقطة^+4	البلاتين

طاولة الأنيون

F^-	فلوريد	ص2ا7^-4	بيروفوسفات
Cl^-	كلوريد	(في ال2)^-	نتريت
ر^-	البروميد	(في ال3)^-	نترات
أنا^-	يوديد	س^-2	كبريتيد
(CLO)^-	هيبوكلوريت	(فقط4)^-2	كبريتات
(CLO2)^-	كلوريت	(فقط3)^-2	كبريتيت
(CLO3)^-	كلورات	(س2ا3)^-2	ثيوسلفات
(CLO4)^-	فوق كلورات	(س4ا6)^-2	بيرسلفات
(أخ)^-	هيبروميت	(MnO4)^-	برمنجنات
(أخ3)^-	برومات	(MnO4)^-2	المنغنات
(IO)^-	هيبووديت	(SiO3)^-2	ميتاسيليكات
(IO3)^-	يودات	(SiO4)^-4	أرثوسيليكات
(IO4)^-	الدوري	(CrO4)^-2	كرومات
(CN)^-	السيانيد	(CrO7)^-2	ثنائي كرومات
(CNO)^-	سيانات	(ASO3)^-3	الزرنيخ
(الجهاز العصبي المركزي)^-	ثيوسيانات	(ASO4)^-3	الزرنيخات
(ج2ح3ا2)^-	خلات	(SbO3)^-3	الأنتيمون
(ثاني أكسيد الكربون)^-2	كربونات	(SbO4)^-3	أنتيمون
(ج2ا4)^-2	أكسالات	(بو3)^-3	بورات
[الحديد (CN)6]^-3	فيريسيانيد	(SnO3)^-2	ستانات
[الحديد (CN)6]^-4	فيروسيانيد	(SnO2)^-2	القصدير
(غبار3)^-	ميتافوسفات	(مرحبا2)^-	ألومينات
(ح2غبار2)^-	هيبوفوسفيت	(PbO^2)^-2	بلومبيتو
(HPO3)^-2	الفوسفيت	(ZnO2)^-2	الزنك
(غبار4)^-3	أورثوفوسفات

نرى أيضا:

• مركب
• الأيونات
• الطاقة الكيميائية
• مؤين