Катіони і аніони в хімії

У чарівному світі хімії можливі будь-які перетворення. Наприклад, можна отримати безпечну речовину, якою часто користуються в побуті, з кількох небезпечних.

Подібна взаємодія елементів, в результаті якої виходить однорідна система, в якій всі речовини, які вступають в реакцію, розпадаються на молекули, атоми і іони, називається розчинність.

Для того щоб розібратися з механізмом взаємодії речовин, варто звернути увагу на таблицю розчинності.

Таблиця розчинності

Показники розчинності в воді

Таблиця, в якій показана ступінь розчинності, є одним з посібників для вивчення хімії. Ті, хто осягають цю науку, не завжди можуть запам’ятати, як певні речовини розчиняються, тому під рукою завжди слід мати таблицю.

Вона допомагає при вирішенні хімічних рівнянь, де беруть участь іонні реакції. Якщо результатом буде отримання нерозчинної речовини, то реакція можлива. Існує кілька варіантів:

  • речовина добре розчинятися;
  • малрозчинна;
  • практично не розчинятися;
  • не розчиняється;
  • гідралізується і не існує в контакті з водою;
  • не існує.

Електроліти

Електроліти – це розчини або сплави, які проводять електричний струм.

Електропровідність їх пояснюється мобільністю іонів. Електроліти можна поділити на 2 групи:

  • Сильні. Розчиняються повністю, незалежно від ступеня концентрації розчину.
  • Слабкі. Дисоціація проходить частково, залежить від концентрації. Зменшується при великій концентрації.

Теорія електролітичної розчинності

Під час розчинення електроліти дисоціюють на іони, які мають різні заряди: позитивні і негативні. При впливі струму позитивні іони направляються в сторону катода, тоді як негативні в сторону анода.

  • Катод – позитивний заряд;
  • Анод – негативний.

В результаті відбувається рух іонів.

Одночасно з дисоціацією проходить протилежний процес – з’єднання іонів в молекули.

  • Кислоти – це такі електроліти, при розпаді яких утворюється катіон – іон водню.
  • Основи – аніони – це гідроксид іону.
  • Луги – це основи, які розчиняються у воді.
  • Електроліти, які здатні утворювати і катіони і аніони, називаються амфотерними.

Іони

Це така частка, в якій більше протонів або електронів. Ця частка буде називатися аніон або катіон, в залежності від того, чого більше: протонів або електронів.

В якості самостійних часток вони зустрічаються в багатьох агрегатних станах, в:

  • газах;
  • рідинах;
  • кристалах;
  • плазмі.

Поняття і назву ввів в ужиток Майкл Фарадей в 1834 році. Він вивчав вплив електрики на розчини:

  • кислот;
  • лугів;
  • солей.

Прості іони несуть на собі ядро ​​і електрони.

Ядро складає майже всю атомну масу і складається з протонів і нейтронів. Кількість протонів збігається з порядковим номером атома в періодичній системі і зарядом ядра. Іон не має певних меж через хвильовий рух електронів, тому неможливо виміряти їх розміри.

Відрив електрона від атома вимагає, в свою чергу, витрат енергії. Ця енергія називається енергією іонізації. Коли приєднується електрон, відбувається виділення енергії.

Катіони

Катіони – це частинки, які носять позитивний заряд. Можуть мати різну величину заряду, наприклад:

  • Са2+ – двозарядний катіон;
  • Na+ – однозарядний катіон.

Мігрують до від’ємного катода в електричному полі.

Аніони

Це елементи, які мають негативний заряд. Також вони володіють різною кількістю величини зарядів, наприклад,

  • CL – однозарядний іон;
  • SO42 – двозарядний іон.

Такі елементи входять до складу речовин, які володіють іонною кристалічною решіткою, в кухонної солі і багатьох органічних сполуках.

  • Натрій. Лужний метал. Віддавши один електрон, який знаходиться на зовнішньому енергетичному рівні, атом перетвориться в позитивний катіон.
  • Хлор. Атом цього елемента приймає на останній енергетичний рівень один електрон, він перетвориться в негативний хлорид аніону.
  • Кухонна сіль. Атом натрію віддає електрон хлору, внаслідок цього в кристалічній решітці катіон натрію оточений шістьма аніонами хлору і навпаки. В результаті такої реакції утворюється катіон натрію і аніон хлору. Завдяки взаємному тяжінню формується хлорид натрію. Між ними утворюється міцний іонний зв’язок.

Солі – це кристалічні сполуки з іонним зв’язком.

  • Кислотний залишок. Це негативно заряджений іон, який знаходиться в складному неорганічному з’єднанні. Він зустрічається в формулах кислот і солей, знаходиться, зазвичай, після катіона. Практично для всіх таких залишків є своя кислота, наприклад, SO4 – сірчана кислота. Кислот деяких залишків не існує, і їх записують формально, але вони утворюють солі.
Посилання на основну публікацію