Mikä on monatominen ioni?

Atomit ovat aineen rakennuspalikoita. Planeettamallin mukaan kukin niistä koostuu positiivisten protonien ytimestä, jota ympäröi negatiivisten elektronien pilvi. Kun protonien ja elektronien lukumäärä on sama, atomilla ei ole sähkövarausta, vaikka sillä on kuitenkin taipumus yhdistyä muiden atomien kanssa vakaan elektronien ulkokuoren saavuttamiseksi. Kun atomi yhdistyy toisen kanssa muodostaen ionisen yhdisteen, se menettää tai saa yhden tai useamman elektronin ja siitä tulee sähköisesti varautunut ioni. Yksittäisiä atomeja tässä tilassa kutsutaan monatomisiksi ioneiksi. Atomien yhdistelmiä yhden tai useamman puuttuvan tai ylimääräisen elektronin kanssa kutsutaan polyatomisiksi ioneiksi.

Tavallinen ruokasuola on tuttu esimerkki monatomisten ionien käyttäytymisestä. Suolaa muodostavat monatomiset ionit ovat natrium (Na⁺) ja kloori (Cl^-). Kiinteässä tilassa natrium- ja klooriatomit muodostuvat kristallirakenteeksi, jossa kutakin natriumatomia ympäröivät klooriatomit ja päinvastoin. Kun suola liukenee veteen, rakenne erottuu Na: ksi

Muita esimerkkejä monatomisista ioneista ovat happi (O₂^2-), joka voi muodostua, kun salama ionisoi ilmaa ukkosen aikana. Jos typpi ionisoituu saman myrskyn aikana, sen varaus on plus kolme (N⁺³). Kaikki nämä ovat monatomisia ioneja, vaikka niiden varaus on suurempi kuin 1, koska ne koostuvat yhdestä atomista. Positiivisella varauksella oleva ioni, kuten Na⁺, kutsutaan kationiksi, kun taas negatiivisen varauksen omaavaa, kuten Cl^-, on anioni.

Atomit voivat yhdistyä muodostaen ionisia yhdisteitä. Klassinen esimerkki on hydroniumioni (H₃O⁺), joka muodostuu, kun liuotat hapon veteen. Ammonium (NH₄⁺) on toinen tärkeä polyatominen ioni yhdellä latauksella. Molemmat ovat kationeja. Esimerkkeihin kertalatauksisista polyatomisista anioneista sisältyy hydroksidi (OH^-), joka yhdistyy hydroniumin kanssa happo-emäksisissä reaktioissa muodostaen vettä, ja nitraattiin (NO₃^-). On monia esimerkkejä monivarautuneista polyatomisista ioneista, mukaan lukien karbonaatti (CO₃^2-), sulfaatti (SO₄^2-) ja fosfaatti (PO₄^3-).