Atome sind die Bausteine der Materie. Nach dem Planetenmodell besteht jeder aus einem Kern positiver Protonen, der von einer Wolke negativer Elektronen umgeben ist. Bei gleicher Anzahl von Protonen und Elektronen hat das Atom keine elektrische Ladung, obwohl es immer noch die Tendenz hat, sich mit anderen Atomen zu verbinden, um eine stabile äußere Elektronenhülle zu erhalten. Wenn sich das Atom mit einem anderen verbindet, um eine ionische Verbindung zu bilden, verliert oder gewinnt es ein oder mehrere Elektronen und wird zu einem elektrisch geladenen Ion. Einzelne Atome in diesem Zustand werden einatomige Ionen genannt. Kombinationen von Atomen mit einem oder mehreren fehlenden oder zusätzlichen Elektronen werden als mehratomige Ionen bezeichnet.
Beispiele für einatomige Ionen
Kochsalz ist ein bekanntes Beispiel dafür, wie sich einatomige Ionen verhalten. Die einatomigen Ionen, aus denen Salz besteht, sind Natrium (Na+) und Chlor (Cl-). Im festen Zustand bilden die Natrium- und Chloratome eine Kristallstruktur, in der jedes Natriumatom von Chloratomen umgeben ist und umgekehrt. Wenn sich Salz in Wasser löst, trennt sich die Struktur in Na
+ und Cl- Ionen. Da die Ionen geladen sind, wird die Lösung elektrisch leitend. Mit anderen Worten, es wird ein Elektrolyt.Andere Beispiele für einatomige Ionen umfassen Sauerstoff (O22-), die sich bilden kann, wenn ein Blitz bei einem Gewitter die Luft ionisiert. Wenn Stickstoff während desselben Sturms ionisiert, hat er eine Ladung von plus drei (N+3). All dies sind einatomige Ionen, obwohl sie eine Ladung von mehr als 1 haben, da sie aus einem einzigen Atom bestehen. Ein Ion mit positiver Ladung, z. B. Na+, wird als Kation bezeichnet, während eines mit negativer Ladung wie Cl-, ist ein Anion.
Beispiele für mehratomige Ionen
Atome können sich zu ionischen Verbindungen verbinden. Ein klassisches Beispiel ist das Hydronium-Ion (H3Ö+), das entsteht, wenn man eine Säure in Wasser auflöst. Ammonium (NH4+) ist ein weiteres wichtiges mehratomiges Ion mit einer einzigen Ladung. Beides sind Kationen. Beispiele für einfach geladene mehratomige Anionen umfassen Hydroxid (OH-), das sich mit Hydronium in Säure-Base-Reaktionen zu Wasser verbindet, und Nitrat (NO3-). Es gibt viele Beispiele für mehratomige Ionen mit mehreren Ladungen, darunter Carbonat (CO32-), Sulfat (SO42-) und Phosphat (PO43-).