Iondefinitie in chemie

Een ion wordt gedefinieerd als een atoom of molecuul dat een of meer valentie-elektronen heeft gewonnen of verloren, waardoor het een netto positieve of negatieve elektrische lading krijgt. Met andere woorden, er is een onbalans in het aantal protonen (positief geladen deeltjes) en elektronen (negatief geladen deeltjes) in een chemische soort.

Geschiedenis en betekenis

De term "ion" werd geïntroduceerd door de Engelse chemicus en fysicus Michael Faraday in 1834 om de chemische soort te beschrijven die in waterige oplossing van de ene elektrode naar de andere reist. Het woord ion komt van het Griekse woord ion of ienai, wat betekent 'gaan'.

Hoewel Faraday de deeltjes die tussen elektroden bewegen niet kon identificeren, wist hij dat metalen in een oplossing bij de ene elektrode oplosten en dat een ander metaal uit de oplossing bij de andere elektrode werd afgezet, dus materie moest bewegen onder invloed van een elektrische stroom.

Voorbeelden van ionen zijn:

alfadeeltje He²⁺

hydroxide OH^-

Kationen en anionen

Ionen kunnen worden gegroepeerd in twee brede categorieën: kationen en anionen.

Kationen zijn ionen die een netto positieve lading dragen omdat het aantal protonen in de soort groter is dan het aantal elektronen. De formule voor een kation wordt aangegeven door een superscript na de formule die het nummer van de lading aangeeft en een "+" teken. Een getal, indien aanwezig, gaat vooraf aan het plusteken. Als alleen een "+" aanwezig is, betekent dit dat de lading +1 is. Bijvoorbeeld Ca²⁺ geeft een kation aan met een +2 lading.

Anionen zijn ionen die een netto negatieve lading dragen. In anionen zijn er meer elektronen dan protonen. Het aantal neutronen speelt geen rol of een atoom, functionele groep of molecuul een anion is. Net als kationen wordt de lading op een anion aangegeven met een superscript na een chemische formule. Bijvoorbeeld Cl^- is het symbool voor het chlooranion, dat een enkele negatieve lading draagt ​​(-1). Als een nummer in het superscript wordt gebruikt, gaat dit vooraf aan het minteken. Het sulfaatanion is bijvoorbeeld geschreven als:

ZO₄^2-

Een manier om de definities van kationen en anionen te onthouden, is door de letter "t" in het woord kation te zien als een plus-symbool. De letter "n" in anion is de beginletter in het woord "negatief" of is een letter in het woord "anion".

Omdat ze tegengestelde elektrische ladingen dragen, worden kationen en anionen tot elkaar aangetrokken. Kationen stoten andere kationen af; anionen stoten andere anionen af. Vanwege de aantrekkingen en afstoting tussen ionen zijn ze reactieve chemische soorten. Kationen en anionen vormen gemakkelijk verbindingen met elkaar, in het bijzonder zouten. Omdat ionen elektrisch worden opgeladen, worden ze beïnvloed door magnetische velden.

Monatomische versus polyatomische ionen

Als een ion uit een enkel atoom bestaat, wordt het een monatomisch ion genoemd. Een voorbeeld is het waterstofion, H⁺. Polyatomische ionen, ook wel moleculaire ionen genoemd, bestaan ​​daarentegen uit twee of meer atomen. Een voorbeeld van een polyatomisch ion is het dichromaatanion:

Cr₂O₇^2-