الأيونات

الشحنة تأتي من فرق الإلكترونات، والهوية تبقى في عدد البروتونات

الأيون يتكون عندما يختلف عدد الإلكترونات عن عدد البروتونات. فقد الإلكترونات يعطي كاتيوناً موجباً، واكتسابها يعطي أنيوناً سالباً. لا تتغير هوية العنصر في هذه العملية لأن Z، أي عدد البروتونات، لا يتغير. هذا يميز التأين الكيميائي عن التحولات النووية التي يمكن أن تغير النواة نفسها.

الشحنة q/e تساوي عدد البروتونات ناقص عدد الإلكترونات. لذلك يحتوي Al³⁺ على 13 بروتوناً و10 إلكترونات، بينما يحتوي O²⁻ على 8 بروتونات و10 إلكترونات. هذان الأيونان متساويا الإلكترونات مع Ne، لكن أحجامهما ليست متساوية لأن الشحنة النووية مختلفة؛ كلما ازداد عدد البروتونات في سلسلة متساوية الإلكترونات كان الجذب أقوى والحجم أصغر عادة.

تكوين الكاتيون يقلل الحجم غالباً لأن إزالة إلكترونات التكافؤ تقلل التنافر وقد تزيل غلافاً خارجياً كاملاً. تكوين الأنيون يزيد الحجم غالباً لأن إضافة الإلكترونات تزيد التنافر داخل الغلاف نفسه. هذه الاتجاهات تفسر جزءاً من طاقات الشبكات والاستقرار والبنية في المركبات الأيونية.

في الصيغة الأيونية يجب أن يكون مجموع الشحنات صفراً لمركب متعادل. لذلك Ca²⁺ يحتاج إلى أيوني Cl⁻ في CaCl₂، وAl³⁺ مع O²⁻ يعطي Al₂O₃. هذه الموازنة تتعلق بالشحنة، لا بمجرد مساواة عدد الذرات.

تمارين محلولة