Іон - це атоми або молекули, які мають електричний заряд. У своїй нейтральній формі атоми містять однакову кількість електронів і протонів. Однак, при взаємодії з іншими атомами або молекулами, атоми можуть втратити або отримати електрони, утворюючи іони з позитивним або негативним зарядом. В іонах кількість електронів і протонів не збігається, і це обумовлює їх електричний заряд.
Катіон - це іони, у яких кількість протонів більше, ніж електронів. Через це катіони мають позитивний заряд. Наприклад, катіон натрію (Na+) утворюється при втраті одного електрона. У цьому випадку атом натрію має 11 протонів і 10 електронів. Відсутній електрон призводить до наявності позитивного заряду у іона натрію.
Аніон - це іони, у яких кількість електронів більше, ніж протонів. В результаті аніони мають негативний заряд. Наприклад, аніон хлориду (Cl-) утворюється при отриманні одного електрона. Атом хлору містить 17 протонів і 18 електронів. Додатковий електрон призводить до утворення негативного заряду у іона хлориду.
Визначення іонів і їх властивості
Позитивний йон утворюються тоді, коли атом втрачає один або кілька електронів. В результаті цього він стає зарядженим позитивно. Прикладом позитивного іона є Na + , який утворюється з атома натрію, який втратив один електрон.
Негативні іони утворюються тоді, коли атом отримує один або кілька електронів. В результаті цього він стає зарядженим негативно. Прикладом негативного іона є Cl - , який утворюється з атома хлору, який отримав один електрон.
Йонний зв'язок - це сила притягання між позитивними та негативними іонами. Вона утворюється при обміні електронами і служить для встановлення електричної нейтральності речовини. Іноді іонний зв'язок називають сіллю або іонно-молекулярним зв'язком.
Властивості іонів:
- Іони мають електричну зарядку;
- Іони можуть притягувати інші заряджені частинки;
- Іони утворюють іонні зв'язки;
- Іонні зв'язки забезпечують електричну нейтральність речовини.
Елементарні частинки в атомі
Електрон-негативно заряджена елементарна частинка, що знаходиться навколо ядра атома на енергетичних рівнях. Кількість електронів може бути різним і визначається атомним номером елемента.
Протон-позитивно заряджена елементарна частинка, що знаходиться в ядрі атома. Кількість протонів визначає атомний номер елемента і є основним тегом для класифікації елементів у періодичній системі.
Нейтрон-нейтральна елементарна частинка, також знаходиться в ядрі атома. Кількість нейтронів може змінюватися і впливає на атомну масу елемента.
Поєднання кількості електронів, протонів і нейтронів визначає властивості елемента і його положення в періодичній системі.
Електрична Зарядність іонів
Іони можуть мати позитивну Зарядність, якщо вони втратили електрони, або негативну Зарядність, якщо вони отримали електрони. Знак іонної зарядності вказує на те, скільки електронів було втрачено або отримано. Наприклад, якщо іон має позитивний знак, це означає, що він втратив електрони і має дефіцит негативних зарядів. Якщо іон має негативний знак, це означає, що він отримав електрони і має надлишкові негативні заряди.
Зарядність іонів залежить від кількості втрачених або отриманих електронів. Наприклад, катіон (іон з позитивною зарядністю) може мати Зарядність +1, +2, +3 і т.д., в залежності від кількості втрачених електронів. Аніон (іон з негативною зарядністю) може мати Зарядність -1, -2, -3 і т. д., залежно від кількості отриманих електронів.
Знання зарядності іонів дуже важливо при вирішенні хімічних завдань і в розумінні хімічних реакцій. Зарядність іонів дозволяє визначити, які іони будуть притягуватися або відштовхуватися один від одного в реакціях. Більш того, Зарядність іонів впливає на їх властивості, розчинність і взаємодії з іншими речовинами.
Важливо пам'ятати, що кількість електронів, протонів і нейтронів в іоні може відрізнятися від кількості цих частинок в нейтральному атомі або молекулі. Кількість електронів визначає Зарядність іона, а кількість протонів визначає його хімічний елемент.
Ось кілька прикладів іонів, їх зарядності та кількості електронів:
- Натрій (Na+): заряд +1, втратив 1 електрон;
- Хлор( Cl -): заряд -1, отримав 1 електрон;
- Магній (Mg 2+): заряд +2, втратив 2 електрона;
- Кисень (O 2 -): Зарядність -2, отримано 2 електрони;
- Алюміній (Al 3+ ): заряд +3, втратив 3 електрони.