- Как се образува катион?
- Официални качвания и още връзки
- окисляване
- Разлики с анион
- Примери за най-често срещаните катиони
- едноатомен
- полиатомични
- Препратки
А катион е химически видове, които има положителен заряд. Образува заедно с аниона двата вида съществуващи йони. Зарядът му е продукт на дефицит на електрони в атома, което кара протоните в ядрото да проявяват по-голямо привличане. За всеки електрон, който неутрален атом губи, положителният заряд се увеличава с една единица.
Ако един атом загуби електрон и следователно броят на протоните е по-голям от един, положителният му заряд ще бъде +1; ако загубите два електрона, зарядът ще бъде +2 и т.н. Когато катионът има заряд +1, се казва, че е еднороден; от друга страна, ако споменатият заряд е по-голям от +1, катионът се казва, че е поливалентен.
Хидрониев йон, един от най-простите катиони. Източник: Габриел Боливар.
Изображението по-горе показва на катион Н 3 О +, наречен хидрониев йон. Както се вижда, той едва има заряд +1, следователно е едновалентен катион.
Катионите са важни видове, тъй като те упражняват електростатична сила върху околната среда и молекулите около тях. Те представят високо взаимодействие с вода, течност, която ги хидратира и пренася във влажни почви, за да достигне по-късно до корените на растенията и да се използва за физиологичните им функции.
Как се образува катион?
Беше споменато, че когато един атом загуби електрон, по-големият му брой протони по отношение на електроните проявява привлекателна сила, която се превръща в положителен заряд. Но как може да настъпи загубата на електрона? Отговорът зависи от трансформацията, която се случва при химични реакции.
Трябва да се отбележи, че наличието на положително зареден атом не означава непременно образуването на катион. За да може да се счита за такъв, не трябва да има атом с отрицателен формален заряд, който го неутрализира. В противен случай би имало привличане и отблъскване в рамките на едно и също съединение и би било неутрално.
Официални качвания и още връзки
Електроотрицателните атоми привличат електрони от техните ковалентни връзки към тях. Дори ако електроните се споделят еднакво, ще дойде момент, в който частично ще имат по-малко електрони, отколкото в тяхната основна конфигурация; това е този на неговите свободни атоми, без да се обвързва с други елементи.
Тогава тези електроотрицателни атоми ще започнат да изпитват дефицит на електрони и с него протоните на техните ядра ще проявят по-голяма сила на привличане; се ражда положителният формален заряд. Ако има само един положителен формален заряд, съединението ще прояви общ положителен йонен заряд; по този начин се ражда катионът.
Кислородния атом на катион часа 3 О + е верен пример по-горе. Имайки три OH връзки, една повече, отколкото във водната молекула (HOH), той изпитва загуба на електрон от своето основно състояние. Официалните изчисления на таксите ви позволяват да определите кога това се случва.
Ако образуването на друг ОН връзка се приема за момент, катион Н двувалентния 4 О 2+ ще бъде получена. Обърнете внимание, че двувалентният заряд отгоре на катиона се записва, както следва: число, последвано от символа '+'; по същия начин процедираме с аниони.
окисляване
Металите са катионни формовъци с отлично качество. Не всички обаче могат да образуват ковалентни (или поне чисто ковалентни) връзки. Вместо това те губят електрони, за да установят йонни връзки: положителен заряд привлича отрицателен, държан заедно от физически сили.
Следователно металите губят електрони, за да преминат от M до M n +, където n обикновено е равен на броя на неговата група в периодичната таблица; въпреки че n може да приеме няколко цели числа, което е особено при преходните метали. Тази загуба на електрони се осъществява при вид химическа реакция, наречена окисляване.
Металите се окисляват, губят електрон, броят на протоните в техните атоми надвишава този на електроните и следователно проявяват положителен заряд. За да настъпи окисляване, трябва да има окислител, който намалява или печели загубените от металите електрони. Кислородът е най-известният окислител от всички.
Разлики с анион
Свиване на атомния радиус в катион. Източник: Габриел Боливар.
Разликите между катион и анион са изброени по-долу:
-Катионът като цяло е по-малък от аниона. Изображението по-горе показва как атомният радиус на Mg се намалява, като губи два електрона и става катион Mg 2+; обратното се случва с аниони: те стават по-обемни.
-Той има повече протони от електрони, докато анионът има повече електрони от протоните.
-При по-малка плътност на заряда му е по-висока и следователно има по-голяма поляризираща сила; тоест деформира електронните облаци на съседни атоми.
-Катионът се движи в същата посока като приложеното електрическо поле, докато анионът се движи в обратна посока.
Примери за най-често срещаните катиони
едноатомен
Монотомните катиони идват най-вече от метали (с определени изключения, като Н +). От останалите е изключително рядко да се разглежда катион, получен от неметален елемент.
Ще се види, че много от тях са дву- или многовалентни и че величините на техните такси съответстват на броя на техните групи в периодичната таблица.
-Li +
-Na +
-K +
-Rb +
-Cs +
-Fr +
-Ag +
Всички те имат общ заряд '1+', който се изписва без необходимост от въвеждане на числото, а също идват от група 1: алкалните метали. Освен това, там е Ag + катионът, един от най-разпространените от преходните метали.
-Бе 2+
-Mg 2+
-Ca 2+
-Sr 2+
-Ба 2+
-Ra 2+
Тези двувалентни катиони са получени от съответните им метали, принадлежащи към група 2: алкалоземните метали.
-На 3+
-Га 3+
-В 3+
-Tl 3+
-Nh 3+
Тривалентни катиони на групата на бора.
Досега примерите се характеризират като имат една валентност или заряд. Други катиони проявяват повече от една валентност или положително окислително състояние:
-Sn 2+
-Sn 4+ (калай)
-Co 2+
-Co 3+ (кобалт)
-Au +
-Au 3+ (злато)
-Fe 2+
-Fe 3+ (желязо)
И други метали, като манган, могат да имат още повече валиди:
-Mn 2+
-Mn 3+
-Mn 4+
-Mn 7+
Колкото по-голям е зарядът, толкова по-малък и по-поляризиращ катиона.
полиатомични
Без да навлизате в органичната химия, съществуват неорганични и многоатомни катиони, които са много често срещани в ежедневието; като:
-Н 3 О + (хидрониев, вече споменахме).
-NH 4 + (амониев).
-NO 2 + (нитрониев, присъстваща в нитриране процеси).
-Ph 4 + (фосфониев).
Препратки
- Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия. (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
- Хелменстин, Ан Мари, доктор на науките (05 май 2019 г.). Определение и примери за катиони. Възстановено от: thinkco.com
- Уайман Елизабет. (2019). Катион: Определение и примери. Изследване. Възстановено от: study.com
- Dummies. (2019). Положителни и отрицателни йони: катиони и аниони. Възстановено от: dummies.com
- Wikipedia. (2019). Катионо. Възстановено от: es.wikipedia.org