- Ako sa tvorí katión?
- Formálne nahrávania a ďalšie odkazy
- oxidácia
- Rozdiely s aniónom
- Príklady najbežnejších katiónov
- monoatomární
- víceatomový
- Referencie
Kácia je chemický druh, ktorý má kladný náboj. Spolu s aniónom tvorí dva typy existujúcich iónov. Jeho náboj je výsledkom nedostatku elektrónov v atóme, čo spôsobuje väčšiu príťažlivosť protónov v jadre. Pre každý elektrón, ktorý neutrálny atóm stratí, sa kladný náboj zvýši o jednu jednotku.
Ak atóm stratí elektrón, a preto je počet protónov väčší ako jeden, jeho kladný náboj bude +1; Ak stratíte dva elektróny, poplatok bude +2 a tak ďalej. Keď má katión +1 náboj, hovorí sa, že je monovalentný; na druhej strane, ak je uvedený náboj väčší ako +1, potom sa katión považuje za viacmocný.
Hydróniový ión, jeden z najjednoduchších katiónov. Zdroj: Gabriel Bolívar.
Obrázok hore je katión H 3 O + , ktorá sa nazýva hydronium ión. Ako je zrejmé, má sotva náboj +1, v dôsledku čoho je jednoväzbovým katiónom.
Katióny sú dôležitým druhom, pretože na svoje prostredie a molekuly okolo nich vyvíjajú elektrostatickú silu. Vyznačujú sa vysokou interakciou s vodou, tekutinou, ktorá ich hydratuje a prepravuje vo vlhkej pôde, aby sa neskôr dostali ku koreňom rastlín a boli použité na ich fyziologické funkcie.
Ako sa tvorí katión?
Bolo uvedené, že keď atóm stratí elektrón, jeho väčší počet protónov vo vzťahu k elektrónom pôsobí príťažlivou silou, ktorá sa premieta do pozitívneho náboja. Ako však môže dôjsť k strate elektrónu? Odpoveď závisí od transformácie, ku ktorej dochádza pri chemických reakciách.
Malo by sa poznamenať, že prítomnosť kladne nabitého atómu nemusí nevyhnutne znamenať vytvorenie katiónu. Aby sa mohla považovať za takú, nesmie existovať atóm s negatívnym formálnym nábojom, ktorý ho neutralizuje. Inak by došlo k príťažlivosti a odporu v rámci tej istej zmesi a bolo by to neutrálne.
Formálne nahrávania a ďalšie odkazy
Elektronegatívne atómy priťahujú elektróny z ich kovalentných väzieb na ne. Aj keď sú elektróny zdieľané rovnako, príde bod, v ktorom budú mať čiastočne menej elektrónov ako v ich základnej konfigurácii; to znamená, že jeho voľných atómov sa neviaže na iné prvky.
Potom tieto elektronegatívne atómy začnú pociťovať nedostatok elektrónov a spolu s tým budú protóny ich jadier vyvíjať väčšiu príťažlivosť; narodí sa pozitívny formálny poplatok. Ak existuje iba jeden pozitívny formálny náboj, zlúčenina prejaví celkový pozitívny iónový náboj; tak sa rodí katión.
Atóm kyslíka katiónu H 3 O + je verná príklad z vyššie uvedených. Tým, že má tri väzby OH, jednu viac ako v molekule vody (HOH), dochádza k strate elektrónu z jeho bazálneho stavu. Výpočty formálnych poplatkov vám umožňujú určiť, kedy k tomu dôjde.
Ak sa predpokladá, že tvorba ďalšie OH väzby na okamih, katión H divalentné 4 O 2+ budú získané . Všimnite si, že dvojmocný náboj v hornej časti katiónu je napísaný takto: číslo, za ktorým nasleduje symbol „+“; rovnako postupujeme s aniónmi.
oxidácia
Kovy sú tvorcami katiónov par excellence. Nie všetky z nich však môžu vytvárať kovalentné (alebo aspoň čisto kovalentné) väzby. Namiesto toho strácajú elektróny pri vytváraní iónových väzieb: kladný náboj priťahuje záporný náboj, ktorý drží pohromade fyzické sily.
Preto kovy strácajú elektróny, aby prešli z M na M n + , kde n sa zvyčajne rovná počtu jej skupiny v periodickej tabuľke; hoci n môže mať niekoľko celočíselných hodnôt, čo je obzvlášť prípad prechodných kovov. K tejto strate elektrónov dochádza pri type chemickej reakcie nazývanej oxidácia.
Kovy oxidujú, strácajú elektrón, počet protónov v ich atómoch prevyšuje počet elektrónov, a preto vykazujú kladný náboj. Aby došlo k oxidácii, musí existovať oxidačné činidlo, ktoré redukuje alebo získava elektróny stratené kovmi. Kyslík je najlepšie známe oxidačné činidlo zo všetkých.
Rozdiely s aniónom
Kontrakcia atómového polomeru v katióne. Zdroj: Gabriel Bolívar.
Rozdiely medzi katiónom a aniónom sú uvedené nižšie:
- Katión je všeobecne menší ako anión. Obrázok vyššie ukazuje, ako sa atómový polomer Mg redukuje stratou dvoch elektrónov a stane sa katiónom Mg2 + ; opak sa vyskytuje u aniónov: stávajú sa objemnejšími.
- Má viac protónov ako elektrónov, zatiaľ čo anión má viac elektrónov ako protónov.
- Ak je menšia, jej hustota náboja je vyššia, a preto má väčšiu polarizačnú silu; to znamená, že deformuje elektrónové oblaky susedných atómov.
- Katión sa pohybuje v rovnakom smere ako použité elektrické pole, zatiaľ čo anión sa pohybuje v opačnom smere.
Príklady najbežnejších katiónov
monoatomární
Monatomické katióny pochádzajú väčšinou z kovov (s určitými výnimkami, napríklad H + ). Zvyšok je extrémne zriedkavé uvažovať o katióne získanom z nekovového prvku.
Uvidíme, že mnoho z nich je dvojväzbových alebo viacmocných a že rozsah ich obvinení súhlasí s počtom ich skupín v periodickej tabuľke.
-Li +
-Na +
-K +
-Rb +
-Cs +
-Fr +
-Ag +
Všetci majú spoločný poplatok „1+“, ktorý je napísaný bez potreby zadávať číslo a tiež pochádza zo skupiny 1: alkalické kovy. Okrem toho existuje Ag + katión , jeden z najbežnejších prechodných kovov.
-Be 2+
-Mg 2+
-Ca 2+
-Sr 2+
-Ba 2+
-Ra 2+
Tieto dvojmocné katióny sú odvodené od ich príslušných kovov patriacich do skupiny 2: kovov alkalických zemín.
-At 3+
-Ga 3+
-V 3+
-Tl 3+
-Nh 3+
Trojmocné katióny bórovej skupiny.
Doteraz boli príklady charakterizované ako majúce jednu valenciu alebo náboj. Ostatné katióny vykazujú viac ako jeden valenčný alebo pozitívny oxidačný stav:
-Sn 2+
-Sn 4+ (cín)
-Co 2+
-Co 3+ (kobalt)
-Au +
-Au 3+ (zlato)
-Fe 2+
-Fe 3+ (železo)
A ďalšie kovy, napríklad mangán, môžu mať ešte viac valencií:
-Mn 2+
-Mn 3+
-Mn 4+
-Mn 7+
Čím vyšší je náboj, tým menší a polarizovanejší je katión.
víceatomový
Bez toho, aby sme prešli do organickej chémie, existujú v každodennom živote anorganické a polyatomické katióny; ako napríklad:
H 3 O + (hydronium, už bolo uvedené).
NH 4 + (amónium).
-NO 2 + (nitronium, prítomné v nitračné postupov).
Ph 4 + (fosfonium).
Referencie
- Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chémia. (8. vydanie). CENGAGE Learning.
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (5. mája 2019). Definícia katiónu a príklady. Získané z: thinkco.com
- Wyman Elizabeth. (2019). Katión: Definícia a príklady. Štúdia. Obnovené z: study.com
- Figuríny. (2019). Pozitívne a negatívne ióny: katióny a anióny. Získané z: dummies.com
- Wikipedia. (2019). Kácie. Obnovené z: es.wikipedia.org