Садржај
Већина атома и молекула које сусрећемо електрички су неутрални, али јони играју важну улогу у природи. Ови набијени атоми могу бити позитивно набијени катиони или негативно наелектрисани аниони. Катиони и аниони се формирају на различите начине. За катионе губитак електрона оставља им позитиван набој, док за анионе додавање електрона оставља нето негативан набој. Разумевање процеса који стоје иза тога, укључујући енергију ионизације и афинитет електрона различитих атома, помаже вам да видите зашто одређени атоми постају јони лакше него други и шта то узрокује.
ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
Катиони су позитивно наелектрисани јони који настају када атом изгуби електрон јонизацијом. Количина енергије која је потребна за то назива се енергијом јонизације
Аниони су негативно наелектрисани јони који настају када атом добије електрон. Енергија у овом процесу назива се афинитет електрона.
Шта је лана?
Атоми имају три главне компоненте: протоне, електроне и неутроне. Неутрони су електрично неутрални, и иако играју важну улогу у нуклеарној физици, нису битни за формирање јона јер не утичу на набој атома у којем су. Протони су позитивно набијени и заузимају централно језгро атома, заједно са неутронима. Електрони су негативно наелектрисани део атома и заузимају „облак“ око спољне стране језгра. Електрони и протони имају једнаке али супротне наелектрисања, а у природним облицима елемената једнак је број сваког у атому То значи да су елементи електрично неутрални јер се набоји из протона и електрона међусобно отказују.
Јон је наелектрисан атом.Ако атом добије електрон, негативни набој надмашује позитивни набој, а цео атом добија негативан набој. Ови јони се називају анионима. Ако атом изгуби електрон, тада постоји позитивнији набој од негативног наелектрисања, а атом у целини постаје позитивно наелектрисан јон. То се назива катион.
Како се формирају катиони?
Катиони настају када неутрални атом изгуби електрон. Метали су склони губитку електрона као резултат распореда електрона око језгра. Електрони заузимају различите орбитале око језгра, и они се могу груписати у различите енергетске нивое. Електрони у орбити са високим нивоом енергије удаљенији су од језгра. Атоми са пуним спољним нивоом енергије су стабилни, али ако постоји мали број електрона у спољњем енергетском нивоу, они су склони губитку електрона. Електрони у нивоима енергије „штите“ пуно позитивног набоја из језгра. Као резултат тога, спољни електрони су само слабо везани за језгро.
Катиони настају процесом јонизације када се електрону даје довољно енергије (на пример, светлошћу довољно велике енергије) да би се она одмакла од привлачења језгра. Енергија потребна за то се зове јонизујућа енергија. Прва енергија за јонизацију говори колико енергије вам је потребно да уклоните један електрон; друга ионизациона енергија вам говори колико је потребно за уклањање друге и тако даље.
На основу наелектрисаног јона можете да разрачунате на основу групе периодичне табеле у којој је елемент. На пример, натријум је у групи 1, и он формира катион са набојем +1. Магнезијум је у групи 2 и формира катион са +2 набојем након губитка два електрона у јонизацији. Алуминијум је у групи 3 и формира +3 катиона. Елементи групе 4 не формирају јоне, а елементи више групе уместо тога чине анионе.
Како се формирају аниони?
Аниони настају супротним процесом катионима. Уместо да изгубе електрон, неметални атоми могу добити електрон. То је зато што је њихов спољни ниво енергије скоро пун. Израз афинитет електрона описује тенденцију да неутрални атоми добијају електроне. Као и енергија ионизације има јединице енергије, али за разлику од енергије ионизације има негативну вредност јер се енергија ослобађа када се додају електрони, док се апсорбује када се електрони одстране.
Уопште, елементи у вишим групама (они који су десно на периодичној табели) имају веће афинитете електрона, а елементи у вишем реду својих група (даље према врху периодичке табеле) имају веће афинитете електрона. Смањење афинитета електрона током померања одређеног ступца повезано је са повећаном растојању између спољних љуски и језгра, као и заштитом од других електрона у нижим нивоима енергије. Повећање афинитета током померања са леве на десно је зато што се нивои енергије приближавају пуној заузетости.
Што се тиче катиона, група елемената вам говори која ће наелектрисати одговарајућа аниона. Резултат наплате је групни број минус осам. Хлор, у групи 7, формира анион са −1 набојем, а кисеоник, у групи 6, формира катион са −2 набоја.