Іони – опис, будова, класифікація

Частка, в якій міститься різна кількість протонів і електронів, називається іоном. Якщо кількість протонів більше, іон здобуває позитивний заряд і стає катіоном. Іони з негативним зарядом (переважають електрони) називаються аніонами.

Загальний опис

Вперше в хімії поняття «іон» з’явилося в 1834 році завдяки експериментам Майкла Фарадея. Вчений вивчав електропровідність водних розчинів кислот, солей, лугів. Він припустив, що можливість проводити електрику обумовлена ​​рухом в розчині заряджених частинок – іонів.

Молекули здатні розпадатися на іони – атоми з нестачею або надлишком електроном. Процес розпаду називається електролітичної дисоціацією, а утворений розчин або розплав – електролітом. Якщо опустити в розчин електроліту електрод, катіони почнуть рухатися до катода – негативного полюса, аніони – до анода – позитивного полюса. Цим пояснюється електропровідність електролітів.

У розчинах або в розплавах іони утворюються під дією молекул води або високої температури.

Будова

Іони складаються з ядра і електронів, що рухаються навколо. Ядро утворюють позитивно заряджені частинки (протони) і нейтральні частинки (нейтрони). Кількість протонів збігається з порядковим номером елемента. Кількість нейтронів дорівнює значенню різниці між відносною атомною масою і кількістю протонів.

Електрони розташовуються на енергетичних рівнях. Кількість рівнів збігається з періодом, в якому знаходиться елемент. На зовнішньому енергетичному рівні знаходяться валентні електрони, які можуть взаємодіяти з іншими атомами. При віддачі валентних електронів атом перетворюється в катіон, при приєднанні додаткового електрона стає аніоном.

Наприклад, якщо до атому хлору приєднати ще один електрон він стане негативно зарядженим іоном – аніоном. А якщо у атома натрію відняти один електрон, він стане позитивно зарядженим іоном – катіоном, тому що кількість протонів стане більше, ніж негативних електронів.

Катіони в рівняннях відзначаються плюсом, а аніони – мінусом. Наприклад, Fe2 +, Al3 +, Na +, F-, Cl-. Цифра означає, скільки електронів віддав або прийняв атом, ставши іоном, тобто показує ступінь окислення. Кількість катіонів або аніонів можна подивитися по таблиці розчинності речовин.

Класифікація

Іони діляться на дві групи:

  • прості або моноатомні – містять одне ядро, тобто складаються з одного атома речовини;
  • складні або поліатомні – містять мінімум два ядра, тобто складаються з двох і більше атомів речовини.

До простих іонів відносяться катіони і аніони металів і неметалів – Na +, Mg2 +, Cl-. Складні іони утворюються при приєднанні іона до нейтральних молекул речовини. наприклад:

  • NH3 + H + → NH4 +;
  • BF3 + F- → BF4-.

Катіонами є іони металів, водню, амонію і деяких інших речовин. Аніонами є гідроксид-іон (OH-), іони кислотних залишків, неметалів і інших речовин.

Деякі атоми можуть ставати катіонами або аніонами в залежності від реакції.

Також виділяють іон-радикали – вільні заряджені частинки, здатні приєднувати атоми або приєднуватися до атомам інших речовин. Залежно від заряду діляться на Китіон-радикали і аніони-радикали.

Іонна зв’язок – клас з’єднання іонів. Іонна зв’язок виникає в результаті електростатичного притягання аніонів та катіонів. При цьому атом з більшою електронегативність притягує атом з меншою електронегативність. Іонна зв’язок виникає переважно між іонами металів і неметалів. Метал завжди віддає електрони, тобто є відновником.

Що ми дізналися?

З теми уроку дізналися, що таке іони. Атом стає іоном при відщепленні або приєднання електронів. Якщо електронів стає менше, то атом набуває позитивного заряду за рахунок переважання протонів і стає катіоном. При збільшенні кількості негативно заряджених електронів атом стає аніоном. Іони здатні передавати електрику і обов’язково присутні в електролітах. Між іонами виникає іонна зв’язок за рахунок електростатичного притягання негативних і позитивно заряджених частинок.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Дієнові вуглеводні