Jedes der Elemente des Periodensystems ist in der Lage, ein Ion zu bilden. Ionen sind Atome, die entweder positiv oder negativ geladen sind und am Prozess der Ionenbindung teilnehmen, um eine Verbindung zu bilden. Nicht alle Verbindungen sind ionisch, aber alle Atome können ein Ion bilden.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Ionen – elektrisch geladene Atome – können eine positive oder negative Ladung tragen. Positive Ionen sind Kationen und sind typischerweise Metalle wie Kupfer oder Natrium. Negativ geladene Ionen sind Anionen, die aus nichtmetallischen Elementen wie Sauerstoff und Schwefel gebildet werden.
Bildung von Ionen
Alle Atome enthalten Komponenten, die als subatomare Teilchen bezeichnet werden. Neutronen sind neutrale Teilchen, die sich zusammen mit den positiv geladenen Protonen im Atomkern befinden. Die Anzahl der Protonen bestimmt die Elementidentität des Atoms, und Neutronen helfen dabei, das jeweilige Isotop des Atoms zu bestimmen. Elektronen sind negativ geladen und umkreisen den Kern in dreidimensionalen Orbitalen frei. Die Fähigkeit von Elektronen, sich über Orbitale zu bewegen und von Atom zu Atom zu springen, trägt zum Prozess der Ionenbildung bei. Atome geben Elektronen an andere Atome ab, um positiv geladene Ionen zu bilden, die Kationen genannt werden, und Atome, die zusätzliche Elektronen von anderen Atomen aufnehmen, bilden negativ geladene Ionen, die Anionen genannt werden.
Kationen
Kationen werden aus Metallatomen wie Kupfer, Gold, Silber und Natrium gebildet. Dies macht etwa zwei Drittel des gesamten Periodensystems aus. Der Verlust von Elektronen macht ein neutrales Atom positiv, wenn das Atom eine größere Anzahl von Protonen hat als im Atom verbleibende Elektronen. Metalle sind ausgezeichnete Stromleiter, da sich die Elektronen leicht von einem Atom zum nächsten bewegen und elektrische Energie mit sich führen. Metalle finden sich in den Gruppen 1 bis 16 des Periodensystems. Alle Metalle der Gruppe eins bilden Kationen mit einer Ladung +1, Metalle der Gruppen zwei bis 12 und der Gruppe 16 bilden Kationen mit eine Ladung von +2, Metalle der Gruppen 13 und 15 bilden ein +3-Kation und Metalle der Gruppe 14 bilden ein +4 Kation.
Anionen
Anionen werden aus den nichtmetallischen Elementen des Periodensystems wie Sauerstoff, Schwefel und Kohlenstoff gebildet. Diese Elemente befinden sich in den Gruppen 13 bis 17, und jedes von ihnen nimmt während des Ionenbindungsprozesses Elektronen von anderen Atomen auf. Dieser Gewinn führt zu einer größeren Anzahl von negativ geladenen Elektronen als von positiv geladenen Protonen innerhalb eines zuvor neutralen Atoms. Sie leiten keinen Strom. Die Nichtmetalle der Gruppen 13 und 15 bilden jeweils ein -3 Kation, während die Nichtmetalle der Gruppe 14 Anionen mit einer Ladung von -4 bilden. Nichtmetalle der Gruppe 16 bilden Anionen mit -2 Ladungen, und die Halogene der Gruppe 17 bilden jeweils ein -1 geladenes Anion.