מהו יון? הגדרה ודוגמאות

יון מוגדר כאטום או מולקולה שצברה או איבדה אחד או יותר ממנו אלקטרונים לערכיות, נותן לו מטען חשמלי חיובי או שלילי נטו. במילים אחרות, יש חוסר איזון במספר הפרוטונים (חלקיקים טעונים חיוביים) ואלקטרונים (חלקיקים טעונים באופן שלילי) במין כימי.

המונח "יון" הונהג על ידי הכימאי והפיזיקאי האנגלי מייקל פאראדיי בשנת 1834 כדי לתאר את המינים הכימיים העוברים מאלקטרודה אחת לאחרת בתמיסה מימית. המילה יון באה מהמילה היוונית יון או ינאישמשמעותו "ללכת".

למרות שפאראדיי לא הצליח לזהות את החלקיקים הנעים בין אלקטרודות, הוא ידע שמתכות מתמוססות לפתרון באלקטרודה אחת ו שמתכת אחרת הופקדה מהפתרון באלקטרודה השנייה, כך שהחומר היה צריך לנוע תחת השפעת חשמל נוכחי.

דוגמאות ליונים הן:

חלקיק אלפא הוא²⁺

הידרוקסיד OH^-

ניתן לקבץ יונים לשתי קטגוריות רחבות: קטיונים ואנונים.

קטיונים הם יונים שנושאים מטען חיובי נטו מכיוון שמספר הפרוטונים במין גדול ממספר האלקטרונים. הנוסחה לקטיון מסומנת על-ידי כתב-על שעוקב אחר הנוסחה המציינת את מספר המטען וסימן "+". מספר, אם קיים, מקדים את סימן הפלוס. אם קיים רק "+", פירוש הדבר שהמטען הוא +1. לדוגמה, Ca²⁺ מציין קטיון עם מטען +2.

אניונים הם יונים שנושאים מטען שלילי נטו. אצל אניונים ישנם יותר אלקטרונים מאשר פרוטונים. מספר הנויטרונים אינו גורם אם אטום, קבוצה פונקציונלית או מולקולה הם אניון. כמו קטיונים, המטען על אניון מצוין על-פי כתב-על אחר נוסחה כימית. לדוגמה, Cl^- הוא הסמל לאניון הכלור הנושא מטען שלילי יחיד (-1). אם משתמשים במספר העליונה, זה מקדים את סימן המינוס. לדוגמה, אניון הסולפט כתוב כ:

כך₄^2-

אחת הדרכים לזכור את ההגדרות של קטיונים ואנונים היא לחשוב על האות "t" במילה קטיון כאילו נראית כמו סמל פלוס. האות "n" באניון היא האות המוצאת במילה "שלילי" או שהיא אות במילה "אניון".

מכיוון שהם נושאים מטענים חשמליים מנוגדים, קטיונים ואנונים נמשכים זה לזה. קטיונים דוחים קטיונים אחרים; אניונים דוחים אניונים אחרים. בגלל האטרקציות והדחייה בין יונים, הם מינים כימיים תגוביים. קטיונים ואנונים יוצרים בקלות תרכובות זה עם זה, בעיקר מלחים. מכיוון שיונים טעונים חשמלית הם מושפעים משדות מגנטיים.

אם יון מורכב מאטום בודד, זה נקרא יון מונומטי. דוגמה לכך היא יון המימן, H⁺. לעומת זאת, יוני פוליטומי, הנקראים גם יוני מולקולרי, מורכבים משני אטומים או יותר. דוגמה ליון פוליומטי הוא אניון הדיכרומט:

Cr₂O₇^2-