Karşılaştığımız çoğu atom ve molekül elektriksel olarak nötrdür, ancak iyonlar doğada önemli bir rol oynar. Bu yüklü atomlar, pozitif yüklü katyonlar veya negatif yüklü anyonlar olabilir. Katyonlar ve Anyonlar farklı şekillerde oluşur. Katyonlar için, bir elektron kaybı onları net pozitif bir yük ile bırakırken, anyonlar için bir elektron eklenmesi onları net bir negatif yük ile bırakır. İyonlaşma enerjisi ve elektron afinitesi de dahil olmak üzere bunun arkasındaki süreçleri anlamak farklı atomlar, belirli atomların neden diğerlerinden daha kolay iyon haline geldiğini ve buna neyin sebep olduğunu görmenize yardımcı olur. olmak.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Katyonlar, bir atom iyonlaşma yoluyla bir elektron kaybettiğinde oluşan pozitif yüklü iyonlardır. Bunu yapmak için gereken enerji miktarına iyonlaşma enerjisi denir.
Anyonlar, bir atom bir elektron kazandığında oluşan negatif yüklü iyonlardır. Bu süreçteki enerjiye elektron ilgisi denir.
İyon Nedir?
Atomların üç ana bileşeni vardır: protonlar, elektronlar ve nötronlar. Nötronlar elektriksel olarak nötrdür ve nükleer fizikte önemli bir rol oynamalarına rağmen, iyonların oluşumu ile ilgili değildir çünkü içinde bulundukları atomun yükünü etkilemezler. Protonlar pozitif yüklüdür ve nötronlarla birlikte atomun merkezi çekirdeğini işgal ederler. Elektronlar, atomun negatif yüklü kısmıdır ve çekirdeğin dışında bir "bulut" işgal ederler. Elektronlar ve protonlar eşit fakat zıt yüklere sahiptir ve elementlerin doğal formlarında bir atomda her biri eşit sayıda bulunur. Bu, elementlerin elektriksel olarak nötr olduğu anlamına gelir, çünkü protonlardan ve elektronlardan gelen yükler birbirini iptal eder.
İyon yüklü bir atomdur. Bir atom bir elektron kazanırsa, negatif yük pozitif yükten ağır basar ve tüm atom negatif bir yük kazanır. Bu iyonlara anyon denir. Atom bir elektron kaybederse, negatif yükten daha fazla pozitif yük vardır ve atom bir bütün olarak pozitif yüklü bir iyon haline gelir. Buna katyon denir.
Katyonlar Nasıl Oluşur?
Nötr bir atom elektron kaybettiğinde katyonlar oluşur. Metaller, çekirdeğin etrafındaki elektronların düzenlenmesinin bir sonucu olarak elektron kaybetmeye eğilimlidir. Elektronlar çekirdeğin etrafında farklı orbitalleri işgal eder ve bunlar farklı enerji seviyelerinde gruplandırılabilir. Enerji düzeyi yüksek olan bir yörüngedeki elektron çekirdekten daha uzaktadır. Tam bir dış enerji seviyesine sahip atomlar kararlıdır, ancak dış enerji seviyesinde az sayıda elektron varsa, elektron kaybetmeye eğilimlidirler. Tam enerji seviyelerindeki elektronlar, çekirdekten gelen birçok pozitif yükü “korumaktadır”. Sonuç olarak, dış elektronlar çekirdeğe yalnızca zayıf bir şekilde bağlıdır.
Katyonlar, elektrona yeterli enerji verildiğinde (örneğin, yeterince yüksek bir enerjinin ışığıyla) onu çekirdeğin çekiminden uzaklaştırmak için iyonlaşma süreciyle oluşur. Bunu yapmak için gereken enerjiye iyonlaşma enerjisi denir. İlk iyonlaşma enerjisi, bir elektronu çıkarmak için ne kadar enerjiye ihtiyacınız olduğunu söyler; ikinci iyonlaşma enerjisi, ikincisini çıkarmak için ne kadar gerekli olduğunu söyler ve bu böyle devam eder.
Elementin bulunduğu periyodik tablonun grubuna bağlı olarak ortaya çıkan iyon üzerindeki yükü hesaplayabilirsiniz. Örneğin, sodyum 1. gruptadır ve +1 yüklü bir katyon oluşturur. Magnezyum 2. gruptadır ve iyonizasyona iki elektron kaybettikten sonra +2 yüklü bir katyon oluşturur. Alüminyum 3. grupta yer alır ve +3 katyon oluşturur. Grup 4 elementleri iyon oluşturmaz ve daha yüksek grup elementler bunun yerine anyonları oluşturur.
Anyonlar Nasıl Oluşur?
Anyonlar, katyonların tersi işlemle oluşur. Bir elektron kaybetmek yerine, ametal atomlar bir elektron kazanabilir. Bunun nedeni, dış enerji seviyelerinin neredeyse dolu olmasıdır. Elektron ilgisi terimi, nötr atomların elektron kazanma eğilimini tanımlar. İyonlaşma enerjisi gibi, enerji birimlerine sahiptir, ancak iyonlaşma enerjisinin aksine negatif bir değere sahiptir. çünkü elektronlar eklendiğinde enerji açığa çıkar, elektronlar eklendiğinde emilir. kaldırıldı.
Genel olarak, daha yüksek gruplardaki (periyodik tabloda daha sağdakiler) elementlerin elektron ilgisi daha yüksektir, ve gruplarının daha üst sıralarında yer alan elementler (periyodik tablonun en üstüne doğru) daha yüksek elektrona sahiptir. yakınlıklar. Belirli bir sütunda aşağı indikçe elektron ilgisindeki azalma, artan mesafe ile ilgilidir. dış kabuklar ve çekirdek arasında ve ayrıca düşük enerjideki diğer elektronlardan koruma seviyeler. Soldan sağa hareket ettikçe yakınlığın artması, enerji seviyelerinin tamamen dolu olmaya yaklaşmasıdır.
Katyonlara gelince, elementin grubu size karşılık gelen anyonun ne kadar yük olacağını söyler. Ortaya çıkan ücret, grup numarası eksi sekizdir. 7. gruptaki klor, -1 yüklü bir anyon oluşturur ve 6. gruptaki oksijen, -2 yüklü bir katyon oluşturur.