Positive og negative ioner:Hvordan metaller og ikke-metaller danner kationer og anioner

Af Carolyn LaRoche, Opdateret 24. marts 2022

Sinhyu/iStock/GettyImages

Hvad er en ion?

Atomer kan erhverve en elektrisk ladning ved enten at miste eller få elektroner og blive til ioner. En positivt ladet ion kaldes en kation , mens en negativt ladet ion er kendt som en anion . Ioner spiller en central rolle i ionbinding, som skaber mange af de forbindelser, vi møder dagligt.

Hvordan ioner dannes

Hvert atom indeholder protoner (positive), neutroner (neutrale) og elektroner (negative). Elektroner kredser om kernen og kan bevæge sig mellem atomer. Når et atom mister en eller flere elektroner, bliver det til en kation. Omvendt, når et atom får elektroner, bliver det en anion. Balancen mellem protoner og elektroner bestemmer ionens ladning.

Kationer:Positive ioner fra metaller

Metaller, som dominerer det periodiske system, mister let elektroner for at opnå en stabil elektronkonfiguration. De resulterende kationer bærer typisk en positiv ladning, der svarer til antallet af tabte elektroner. Ladningen varierer efter metallets gruppe:

• Gruppe 1-metaller (alkalimetaller) → +1
• Gruppe 2, 12 og 16 → +2
• Gruppe 13 og 15 → +3
• Gruppe 14 → +4

Fordi frie elektroner er rigelige i metaller, leder de elektricitet effektivt, en egenskab, der er direkte forbundet med kationdannelse.

Anioner:Negative ioner fra ikke-metaller

Ikke-metaller, placeret på højre side af det periodiske system, har en tendens til at få elektroner til at fylde deres valensskaller. Disse yderligere elektroner skaber et overskud af negativ ladning og danner anioner. De typiske ladninger afhænger af ikke-metallets gruppe:

• Gruppe 13 og 15 → –3
• Gruppe 14 → –4
• Gruppe 16 → –2
• Halogener (Gruppe 17) → –1

I modsætning til metaller leder ikke-metaller ikke elektricitet, fordi elektroner er tæt bundet til deres atomer.

Hvorfor dette betyder noget

Forståelse af iondannelse hjælper med at forklare en lang række kemiske fænomener - fra hvordan salt opløses i vand til hvordan biologiske celler opretholder elektriske gradienter. At genkende mønstret af ladninger på tværs af det periodiske system hjælper også med at forudsige grundstoffernes opførsel i kemiske reaktioner.