Beispiele für ionisierte Atome

Ionisierte Atome - Wasserstoff
H +1, H-Atom, H -1. Bild von Jkwchui CC-by-SA3.0

Nicht alle Atome sind ionisierte Atome.

Alle Atome haben einen Kern, der Protonen und Neutronen enthält. Dieser Kern ist von einem oder mehreren Orbitalen umgeben, die Elektronen enthalten. Die Gesamtladung eines neutralen Atoms ist gleich Null. Die Anzahl der Protonen entspricht der Anzahl der Elektronen. Wenn die Anzahl der Elektronen zunimmt oder abnimmt, wird ein Atom ionisiert. Es ist entweder ein Kation (positives Ion) oder ein Anion (negatives Ion).

Ionisierte Atome

Dasselbe kann mit kleinen Ansammlungen gebundener Atome passieren. Per Definition oxidiert ein Atom zu einem Kation oder reduziert sich zu einem Anion.

Positiv geladene Atome (Kationen)

Ionisierte Atome haben Energie verloren und sind dadurch stabiler geworden. Einige Atome wie Natrium (Na) sind am stabilsten, wenn ein Elektron verloren geht. Das Natriumatom hat 11 Protonen und 11 Elektronen, aber das Kation hat nur 10 Elektronen. Die Reaktion zur Ionisierung von Natrium wird Na → Na⁺ geschrieben .

Andere Atome verlieren 2, 3, 4 oder mehr Elektronen. Calcium verliert zwei Elektronen, um Ca + 2 zu bilden; Aluminium verliert 3 Elektronen, die Al + 3 ergeben. Ruthenium verliert 4 Elektronen, um Ru+4 zu ergeben; Uranteile mit 5 Elektronen, U+5 verlassend. Selen ergibt Se+6. Mangan bildet Mn+7. Osmium verliert 8 Elektronen, um die höchste Oxidationsstufe Os + 8 zu bilden.

Komplexe Kationen

Manchmal verliert eine Ansammlung gebundener Atome ein oder mehrere Elektronen. Gelegentlich kann es stattdessen ein Wasserstoffkation, H +, erhalten.

Das Uranylkation (UO2)+ besteht aus einem Atom Uran, das an zwei Sauerstoffatome gebunden ist. Chromyl ist die Kombination eines Chromatoms und zweier Sauerstoffatome, die zu einem zweiwertigen oder doppelt geladenen Kation (CrO2) + 2 führt.

Ammoniak, nh₃, akzeptiert ein Wasserstoffkation, um ein Ammoniumkation, NH4+, zu werden. Ebenso nimmt Phosphin, ph₃, ein Wasserstoffkation an und gibt Phosphonium, ph₄⁺.

Negativ geladene Atome (Anionen)

Einige Atome wie Fluor ionisieren durch Elektronengewinnung; F → F-. Wie bei den Atomen, die Kationen bilden, können andere Atome Anionen mit Mehrfachladung bilden. Sauerstoff, Schwefel, Selen und andere Atome können zwei Elektronen gewinnen. Stickstoff, Phosphor und Arsen können 3 Elektronen gewinnen. Unter den komplexen Anionen finden sich im Allgemeinen höher geladene Anionen.

Komplexe Anionen

Viele negativ ionisierte Atome bilden komplexe Anionen. Einfach geladene komplexe Anionen umfassen Nitrat, NO3, Cyanid, CN, Hypochlorit, OCl und Permanganat, MnO4. Anionen mit einer Ladung von -2 umfassen Sulfat, SO4, Carbonat, CO3 und Dichromat, Cr2O7. Beispiele für Ionen mit einer Ladung von -3 sind Phosphat, PO4, Aluminat, AlO3 und Silikat, SiO4. Einige komplexe Anionen haben eine Ladung von -4, wie Stannat, SnO4, Antimonat, SbO4 oder Ferrocyanid, Fe (CN) 6.

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