Definizione di ioni in chimica

Uno ione è definito come un atomo o una molecola che ha guadagnato o perso uno o più dei suoi elettroni di valenza, dandogli una carica elettrica netta positiva o negativa. In altre parole, c'è uno squilibrio nel numero di protoni (particelle caricate positivamente) ed elettroni (particelle caricate negativamente) in una specie chimica.

Storia e significato

Il termine "ione" fu introdotto dal chimico e fisico inglese Michael Faraday nel 1834 per descrivere le specie chimiche che viaggiano da un elettrodo all'altro in soluzione acquosa. La parola ione deriva dalla parola greca ione o ienai, che significa "andare".

Sebbene Faraday non fosse in grado di identificare le particelle che si muovevano tra gli elettrodi, sapeva che i metalli si dissolvevano in una soluzione su un elettrodo e che un altro metallo era depositato dalla soluzione sull'altro elettrodo, quindi la materia doveva muoversi sotto l'influenza di una corrente elettrica.

Esempi di ioni sono:

particella alfa He²⁺

idrossido OH^-

Cationi e Anioni

Gli ioni possono essere raggruppati in due grandi categorie: cationi e anioni.

I cationi sono ioni che trasportano una carica netta positiva perché il numero di protoni nella specie è maggiore del numero di elettroni. La formula per un catione è indicata da un apice che segue la formula che indica il numero della carica e un segno "+". Un numero, se presente, precede il segno più. Se è presente solo un "+", significa che l'addebito è +1. Ad esempio, Ca²⁺ indica un catione con una carica di +2.

Gli anioni sono ioni che portano una carica negativa netta. Negli anioni ci sono più elettroni che protoni. Il numero di neutroni non è un fattore nel fatto che un atomo, un gruppo funzionale o una molecola sia un anione. Come i cationi, la carica su un anione è indicata usando un apice dopo una formula chimica. Ad esempio, Cl^- è il simbolo dell'anione del cloro, che trasporta una singola carica negativa (-1). Se viene utilizzato un numero in apice, precede il segno meno. Ad esempio, l'anione solfato è scritto come:

COSÌ₄^2-

Un modo per ricordare le definizioni di cationi e anioni è pensare alla lettera "t" nella parola cation come un simbolo più. La lettera "n" in anione è la lettera iniziale nella parola "negativo" o è una lettera nella parola "anione".

Poiché portano cariche elettriche opposte, cationi e anioni sono attratti l'uno dall'altro. I cationi respingono altri cationi; gli anioni respingono altri anioni. A causa delle attrazioni e della repulsione tra gli ioni, sono specie chimiche reattive. Cationi e anioni formano prontamente composti tra loro, in particolare sali. Poiché gli ioni sono caricati elettricamente, sono influenzati da campi magnetici.

Ioni monatomici vs. poliatomici

Se uno ione è costituito da un singolo atomo, viene chiamato ione monatomico. Un esempio è lo ione idrogeno, H⁺. Al contrario, gli ioni poliatomici, chiamati anche ioni molecolari, sono costituiti da due o più atomi. Un esempio di ione poliatomico è l'anione bicromato:

Cr₂O₇^2-