Ioni

Naboj izhaja iz števila protonov in elektronov

Če ima delec Z protonov in N_e elektronov, je njegov naboj v enotah e enak Z − N_e. Mg²⁺ ima 12 protonov in 10 elektronov; Cl⁻ ima 17 protonov in 18 elektronov.

Sprememba števila protonov bi bila jedrska pretvorba in bi ustvarila drug element. Trditev, da atom pri običajni ionizaciji „odda proton“, je zato napačna.

Konfiguracija pomaga napovedati pogoste ione

Kovine glavnih skupin pogosto izgubijo valenčne elektrone in se približajo konfiguraciji prejšnjega žlahtnega plina. Na → Na⁺ + e⁻ da konfiguracijo [Ne]. Halogeni pogosto sprejmejo en elektron, na primer Cl + e⁻ → Cl⁻.

To so trendi, ne pravilo, ki bi vsak element sililo v en sam naboj. Prehodne kovine imajo pogosto več pogostih ionskih stanj, ker so energije orbital ns in (n−1)d blizu.

Kation je navadno manjši, anion večji

Nastanek kationa zmanjša število elektronov in včasih odstrani celo zunanjo lupino. Preostali elektroni so v povprečju močneje privlačeni in polmer se navadno zmanjša.

Anion ima več elektronov in večji medelektronski odboj, zato je navadno večji od nevtralnega atoma. Pri primerjavi različnih delcev pa moramo upoštevati število lupin in jedrski naboj.

Izoelektronski delci niso kemijsko enaki

O²⁻, F⁻, Ne, Na⁺ in Mg²⁺ imajo po 10 elektronov, vendar različno število protonov. V tej vrsti naraščajoči Z isto število elektronov privlači močneje in polmer pada.

Enaka elektronska konfiguracija lahko pomeni podobno zgradbo lupin, ne pa enake ionizacijske energije, velikosti, reaktivnosti ali interakcij z okolico.

Večatomski ioni in oksidacijska števila zahtevajo drug jezik

NH₄⁺, SO₄²⁻ ali NO₃⁻ nosijo naboj celotne skupine. Elektroni so razporejeni po vezeh več atomov in preprosta slika „en atom je dobil elektron“ ni vedno dovolj.

Naboj iona je dejanski skupni naboj delca. Oksidacijsko število je formalna računovodska vrednost, pripisana posameznim atomom v spojini, in ni nujno enako lokalnemu fizikalnemu naboju.

Okolje lahko ion močno stabilizira

Energija za nastanek izoliranega iona v plinski fazi ni isto kot stabilnost iona v vodi ali kristalu. V raztopini se molekule topila usmerijo okoli naboja in dajejo solvatacijsko stabilizacijo; v kristalu deluje mrežna energija.

Dejstvo, da je Na⁺ pogost v soli in vodi, zato ne pomeni, da je odvzem elektrona izoliranemu Na sam po sebi spontan. Energijska bilanca mora vključiti vse korake nastanka dejanskega sistema.

Rešeni primeri