Утворення йонів
Розділ 4: Електрони та ядро атома
1) Утворення йонів з атомів
Атоми складаються з електронів, що рухаються навколо ядра. Під час певних явищ (хімічних перетворень, механічного тертя, впливу радіації) атом може втратити один або кілька електронів.
Втрата електронів також відповідає втраті негативних зарядів, що призводить до утворення електрично зарядженої сполуки: це іон. Електрони, втрачені атомом, не можуть вільно існувати дуже довго і швидко захоплюються іншим атомом, який отримує негативні заряди, а також втрачає свою електричну нейтральність, також перетворюючись на іон.
Отже, іон може утворюватися з атома, який отримує або втрачає один або кілька електронів.
- Такі іони, що утворюються з одного атома, називаються одноатомними.
- Кількість електронів навколо ядра може змінюватися, але ядро ніколи не змінюється і зберігає початкову кількість позитивних зарядів.
2) Утворення катіона
Катіон, будучи позитивним іоном, утворюється з атома, який втрачає електрони.
Дійсно, після втрати електронів негативні заряди стають менш численними, ніж позитивні заряди.
Приклад утворення іона алюмінію
Атом алюмінію складається з:
- з 13 електронів, які несуть загалом 13 негативних зарядів.
- з 13 позитивних зарядів у його ядрі.
Цей атом може втратити 3 електрони, перетворюючись в іон алюмінію, який потім складається:
- від 13 - 3 = 10 електронів, які несуть загалом 10 негативних зарядів.
- 13 позитивних зарядів у його ядрі (на ядро не впливає втрата електронів)
Якщо порівняти позитивні та негативні заряди, ми помічаємо, що іон алюмінію має 3 позитивні заряди, що перевищують негативні (13 зарядів + і 10 зарядів -).
Цей надлишковий заряд (також званий надлишковим зарядом) зазначається верхнім індексом (угорі праворуч) у формулі для іонів алюмінію: Al 3+ .
Схема перетворення атома алюмінію в іон алюмінію
Примітка
Формула іона завжди формується подібним чином. Ми використовуємо символ атома, з якого утворений іон, а потім додаємо до нього, виставляючи кількість і знак надлишкових зарядів, отриманих порівнянням кількості позитивних зарядів і кількості негативних зарядів.
3) Утворення аніона
Аніон, який є негативним іоном, утворюється з атома, який отримує електрони.
Дійсно, після посилення електронів негативні заряди стають більшими, ніж позитивні заряди.
Приклад утворення хлоридного іона
Атом хлору складається з:
- з 17 електронів, які несуть загалом 17 негативних зарядів.
- з 17 позитивних зарядів у його ядрі.
Цей атом може отримати електрон, щоб перетворитися на хлорид-іон, який потім складається:
- 17 + 1 = 18 електронів, які несуть загалом 18 негативних зарядів.
- з 17 позитивних зарядів у його ядрі.
Порівнюючи позитивні та негативні заряди, ми помічаємо, що хлорид-іон має негативний заряд, що перевищує позитивні (17 зарядів + та 18 зарядів -).
Тому формула хлоридного іона така: Cl - .
Схема перетворення атома хлору в іон хлориду
4) Формула основних іонів
Ось хімічна формула основних іонів, яку потрібно знати в 3 класі:
| Не застосовується + | Cu 2+ | Cl - | Fe 2+ | Fe 3+ |
5) Багатоатомні іони
Іони також можуть утворюватися із сукупностей кількох атомів, які втрачають або отримують один або кілька електронів. Потім ці іони називаються багатоатомними іонами (полі = багато і атомні похідні від атома).
Приклади багатоатомних іонів
- Іон сульфату формули SO4 2-
- Карбонат-іон формули CO3 2-