Kationit ja anionit ovat ionityyppejä, toisin sanoen atomeja, jotka ovat saaneet tai menettäneet elektroneja kemiallisten sidosten kautta.
Atomi, jolla on sama määrä protoneja (positiivinen varaus) ja elektronit (negatiivinen varaus), katsotaan sähköisesti neutraaliksi. Kun tämä atomi hyväksyy tai siirtää elektroneja, sitä kutsutaan ioniksi, joka puolestaan voi olla:
- Kationi: Atomi, joka on menettänyt (tai luovuttanut) elektroneja ja on siksi positiivisesti varautunut.
- Anioni: Atomi, joka on saanut (tai hyväksynyt) elektroneja ja on siksi negatiivisesti varattu.
Kationi
Kationi on atomi, jolla on positiivinen varaus, koska siinä on enemmän protoneja kuin elektroneja.
Alkalimetallit (litium, natrium, kalium, rubidium, cesium ja frangiumi) muodostavat yleensä kationeja, koska niiden valenssikuoressa on vain yksi elektroni. Tämä tarkoittaa, että tämän elektronin poistamiseen tarvittava energia on hyvin vähän, mikä tekee näistä elementeistä erittäin reaktiivisia.
Kationia edustaa symboli +, seuraa elementin nimeä. Kadonneiden elektronien määrä osoittaa kationin tyypin:
- Kationeja, joiden varaus on +1, kutsutaan yksiarvoisiksi.
- Kationeja, joiden varaus on +2, kutsutaan bivalenteiksi.
- Kationeja, joiden varaus on +3, kutsutaan trivalenseiksi.
Kationityypit voidaan tunnistaa myös signaalien määrän perusteella +. Siten elementti, jota edustaa vain + on yksiarvoinen kationi, kun taas toista edustaa +++ on kolmiarvoinen kationi.
Esimerkkejä kationeista
- Al+3 (Alumiini)
- Tässä+2 (Kalsium)
- mg+2 (Magnesium)
- Klo+1 (Natrium)
- K+1 (Kalium)
- Zn+2 (Sinkki)
- Pb+4 (Johtaa)
anioni
Anioni on atomi, jolla on negatiivinen varaus, koska siinä on enemmän elektroneja kuin protoneja. Typen, kalkogeenien ja halogeenien perheiden elementit muodostavat yleensä anioneja, koska ne ovat helposti hyväksyttäviä elektroneja.
Anionia edustaa symboli -, seuraa elementin nimeä. Vastaanotettujen elektronien määrä osoittaa anionin tyypin:
- Anioneja, joiden varaus on -1, kutsutaan yksiarvoisiksi.
- Anioneja, joiden varaus on -2, kutsutaan bivalenteiksi.
- Anioneja, joiden varaus on -3, kutsutaan trivalenteiksi.
Kuten kationeissa, anionit voidaan tunnistaa myös signaalien määrän perusteella -. Siksi elementti, jota edustaa vain - on yksiarvoinen anioni, kun taas toista edustaa - - on kaksiarvoinen anioni.
Esimerkkejä anioneista
- O-2 (Happi)
- N-3 (Azidi)
- F-1 (Fluori)
- br-1 (Bromidi)
- s-2 (Rikki)
- Cl-1 (Kloridi)
ionisidokset
Ionisidokset tai sähkövalenssisidokset ovat sidoksia, joita esiintyy kationien ja anionien välillä.
Elementit voivat hyväksyä, luovuttaa tai jakaa elektroneja siten, että niiden viimeisessä energiankuoressa on 8 elektronia. Tätä kutsutaan Oktettiteoria.
Oktettiteorian mukaan atomeilla on taipumus stabiloitua, kun valenssikuoressa (viimeinen elektronikuori) on 8 elektronia. Koska kationit ovat positiivisesti varautuneita, ne sitoutuvat negatiivisesti varautuneisiin anioneihin. Tällä tavoin atomit luopuvat tai hyväksyvät elektroneja tasapainon saavuttamiseksi.
Kationien ja anionien väliset sidokset ovat erittäin vahvoja, ja niillä on yleensä seuraavat ominaisuudet:
- ne ovat kiinteitä ja hauraita normaaleissa lämpötilan ja paineen olosuhteissa;
- on erittäin korkeat sulamis- ja kiehumispisteet;
- sen paras liuotin on vesi;
- nesteisiin liuotettuna ne johtavat sähkövirtaa.
Ionisidokset synnyttävät Na-sidoksen muodostamia ionisia yhdisteitä, kuten natriumkloridia (pöytäsuola)+ (natriumkationi) + Cl- (kloridianioni) → NaCl.
Esimerkkejä ionisista yhdisteistä
Joitakin esimerkkejä ioniyhdisteistä ovat:
- NaCl - natriumkloridi (pöytäsuola)
- Klo2VAIN4 - Natriumsulfaatti
- CaCO3 - Kalsiumkarbonaatti
- NaNO3 - Natriumnitraatti
Kationitaulukko
| lukea+ | Litium | Usko+2 | Rauta |
|---|---|---|---|
| Klo+ | Natrium | Co+2 | koboltti |
| K+ | Kalium | Ni+2 | nikkelöity |
| Rb+ | Rubidium | Yn+2 | surkea |
| Cs+ | Cesium | Pb+2 | Plumbus |
| (NH4)+ | Ammonium | Mn+2 | Mango |
| Ag+ | Hopea | Pt+2 | platina |
| Perse+ | Kupari | Bi+3 | Vismutti |
| Hg+ | oikukas | Al+3 | Alumiini |
| Au+ | aurorous | Kr+3 | Kromi |
| mg+2 | Magnesium | Au+3 | Auric |
| Tässä+2 | Kalsium | Usko+3 | rauta |
| Herra+2 | Strontium | Co+3 | Koboltti |
| Ba+2 | Barium | Ni+3 | Nikkeli |
| Zn+2 | Sinkki | Yn+4 | Stanninen |
| CD+2 | Kadmium | Pb+4 | Plumbic |
| Perse+2 | kupari | Mn+4 | mangaaninen |
| Hg+2 | elohopea | Pt+4 | platina |
anionipöytä
| F- | Fluori | P2O7-4 | Pyrofosfaatti |
|---|---|---|---|
| Cl- | Kloridi | (AT2)- | Nitriitti |
| br- | Bromidi | (AT3)- | Nitraatti |
| Minä- | Jodidi | s-2 | Sulfidi |
| (ClO)- | Hypokloriitti | (VAIN4)-2 | Sulfaatti |
| (CLO2)- | Kloriitti | (VAIN3)-2 | Sulfiitti |
| (CLO3)- | Kloraatti | (S2O3)-2 | Tiosulfaatti |
| (CLO4)- | perkloraatti | (S4O6)-2 | persulfaatti |
| (BrO)- | Hypobromiitti | (MnO4)- | Permanganaatti |
| (BrO3)- | bromaatti | (MnO4)-2 | manganaatti |
| (IO)- | hypoiodiitti | (SiO3)-2 | Metasilikaatti |
| (IO3)- | Jodaatti | (SiO4)-4 | Ortosilikaatti |
| (IO4)- | Aikataulu | (CrO4)-2 | kromaatti |
| (CN)- | Syanidi | (CrO7)-2 | Dikromaatti |
| (CNO)- | syanaatti | (ASO3)-3 | arseeniitti |
| (CNS)- | Tiosyanaatti | (ASO4)-3 | Arsenaatti |
| (Ç2H3O2)- | Asetaatti | (SbO3)-3 | Antimoni |
| (CO3)-2 | Karbonaatti | (SbO4)-3 | Antimonate |
| (Ç2O4)-2 | oksalaatti | (BO3)-3 | boraatti |
| [Fe (CN)6]-3 | Ferrisyanidi | (SnO3)-2 | stannate |
| [Fe (CN)6]-4 | ferrosyanidi | (SnO2)-2 | tina |
| (PÖLY3)- | Metafosfaatti | (Hei2)- | Aluminaatti |
| (H2PÖLY2)- | Hypofosfiitti | (PbO2)-2 | Plumbito |
| (HPO3)-2 | Fosfiitti | (ZnO2)-2 | Sinkki |
| (PÖLY4)-3 | ortofosfaatti |
Katso myös:
- Molekyyli
- ioneja
- kemiallinen energia
- Ionisoiva
