Ionok és gyökök a világunkban

Az atomok a legkisebb részecskék, amelyek kémiai tulajdonságai különböznek. Mindegyik legalább kétféle kisebb részecskéből áll: protonokból és elektronokból. A protonok pozitív elektromos töltéssel rendelkeznek. Az elektronok negatív töltésűek. Ugyanazon elem atomjai mindig azonos számú protont és elektronot tartalmaznak. Ez az egyensúly teszi az atomokat elektromosan semlegessé.

De a kémiai reakciók néha megdöntik ezt az elektromos egyensúlyt azáltal, hogy kirabolnak egy vagy több atom elektronját, vagy ha egy atomot egy vagy több extra elektron megtartására kényszerítenek. Mivel a protonok száma nem változott, az atom már nem elektromosan semleges. Feltöltve van. Az ilyen „töltött atomokat” ionoknak nevezzük. Egyes ionok kissé módosított neveket kapnak korábbi atomállapotukhoz képest.

Az ionok két típusból állnak. Az elektronokat nyerő atomokat anionoknak nevezik. Ezek összességében negatív töltéssel rendelkeznek. A töltés mérete attól függ, hogy hány elektronot kapott.

Például egy oxigénatom nyolc protonnal és nyolc elektronnal kezdődik. Az O szimbólumot kapja. Amikor a leggyakoribb ionját képezi, az oxigén két elektront nyer, hogy az „oxid -anion” legyen. A vegyészek ezt úgy jelzik, hogy a jobb felső sarokban 2-mínuszt adnak (O2-).

Az elektronokat elvesztő atomok kationokká válnak. Ezek összességében pozitív töltéssel rendelkeznek. Például egy alumínium atom (Al szimbólum) 13 protonnal és 13 elektronnal kezdődik. Amikor az atom a leggyakoribb ionját képezi, három elektronját elveszíti, és az Al3+kation lesz.

Általánosságban elmondható, hogy a fématomok elektronokat veszítenek kationok képzésére. A nemfém atomok általában elektronokat nyernek és anionokat képeznek. Ez azt jelenti, hogy a fémek gyakran reagálnak nemfémekkel, és elektronokat bocsátanak ki rájuk. Ez a folyamat azonnal ionokat képez mind az elektron donorból, mind a befogadó atomból. Ha ez megtörténik, elektromos vonzerő alakul ki ezen pozitív és negatív ionok között. Coulombikus vonzásnak vagy erőnek hívják. Lehet, hogy ezt egyszerűen úgy ismeri, hogy „az ellentétek vonzzák egymást”.

Az e vonzás által kovácsolt kémiai kötések ionos kötések. A megkötött kationok és anionok ionos vegyületeket alkotnak.

Az ionos vegyületek legismertebb példája az asztali só. Egy nátriumatom (Na) egyetlen elektronot ad a klóratomnak (Cl). Ez Na+ és Cl– ionokat képez. (Ha az atom egyetlen elektronot nyer vagy veszít, a felső index nem jelenik meg számmal.) A nátrium- és kloridionok között képződött ionos vegyületet nátrium-kloridnak nevezik. Az ionos kötések erősek. Ez azt jelenti, hogy a nátrium-klorid magas olvadási és forráspontú. Ez is törékeny. A só ionjai összegyűlnek, és óriási, háromdimenziós szerkezetet alkotnak, amelyet rácsnak neveznek.

Az ionok töltései sót is vonzanak a vízbe. A víz nem tartalmaz ionokat. De apró pozitív és negatív elektromos töltések vannak a felületén. Ezek az apró töltések pozitív és negatív ionokat vonzanak. Ez lehetővé teszi, hogy az asztali só könnyen feloldódjon vízben.