بحث عن تكوين الايون

الأيون عبارة عن ذرة أو جزيء يحمل شحنة كهربائية، ويكون هذا عن طريق إما إكتساب إلكترونات فيكون عدد الإلكترونات أكبر من عدد البروتونات وبالتالي يتكون أيون سالب الشحنة، أو يفقد الجزئ أو الذرة الإلكترونات وبالتالي يكون عدد البروتونات أكبر من عدد الإلكترونات وبالتالي يتكون أيون موجب.

طريقة تكون الأيونات

يوجد نوعان من الأيونات، وهما:

أولا: الكاتيون

إنه أيون موجب عادة ما يتكون من المعادن، حيث تفقد الذرات إلكتروناتها، مما يجعلها تنتقل من الحالة المتوازنة التي تكون فيها عدد الإلكترونات مساويا لعدد البروتونات إلى الحالة الموجبة، حيث يصبح عدد البروتونات أكبر من عدد الإلكترونات، وتحصل الذرة على شحنة موجبة تساوي عدد الإلكترونات التي فقدتها. على سبيل المثال، إذا فقدت الذرة إلكترون واحد، فإن الشحنة تصبح +1، وإذا فقدت اثنين من الإلكترونات، فإن الشحنة تصبح +2.

ومن أمثلة تكون الكاتيون ما يلي:

1-  Na → Na⁺ + e

في هذه المعادلة، يفقد ذرات الصوديوم إلكترونا واحدا، مما يحولها إلى أيون موجب، وهي كاتيون تحمل شحنة موجبة واحدة.

2-  Sn → Sn⁴⁺ + 4e

يفقد القصدير في هذه المعادلة أربع إلكترونات ليتحول إلى كاتيون موجب، حيث يصبح عدد البروتونات أكبر من عدد الإلكترونات بأربع شحنات، وبالتالي يحمل القصدير شحنة +4.

3- Al → Al³⁺ + 3e

في حالة الألومنيوم، تفقد ذراته ثلاث إلكترونات، لذلك يصبح عدد الإلكترونات السالبة أقل من عدد البروتونات الموجبة بثلاث شحنات، ويتحول إلى أيون موجب الشحنة.

ثانيا: الأنيون

أنيون هو ذرة تحمل شحنة سالبة، حيث تحصل الذرات على إلكترونات إضافية، وبالتالي يصبح عدد الإلكترونات السالبة أكثر من عدد البروتونات الموجبة، وبالتالي يتحول الذرة من حالة متعادلة إلى حالة أنيون سالب الشحنة، وهذا يحدث في الغالب مع الفلزات. والذرة تحمل شحنة مساوية لعدد الإلكترونات التي تحصلت عليها، فإذا حصلت على إلكترون واحد فإنها تصبح -1، وإذا حصلت على اثنين فإنها تصبح -2، وهكذا.

وهناك بعض الأمثلة على تكون الأنيون نذكر منها:

في هذه المعادلة، تكتسب ذرات الكلور إلكترونا واحدا حيث يزداد عدد الإلكترونات السالبة أكثر من عدد البروتونات الموجبة بمقدار إلكترون واحد، وبذلك يصبح الكلور أيونا سالبا.

2- S + 2e⁻ → S⁻²

في معادلة الكبريت، تكتسب ذرات الكبريت عدد 2 إلكترون، مما يجعل عدد الإلكترونات السالبة يزيد عن عدد البروتونات الموجبة بمقدار 2 إلكترون. وبالتالي، يتحول الكبريت من الحالة المتعادلة إلى أنيون سالب الشحنة كما هو موضح في المعادلة أعلاه.

تطبيقات تعتمد على الأيونات

تعتمد العديد من التطبيقات الحياتية على خواص الأيونات وطريقة تكوينها، ويشمل ذلك التطبيقات التالية:

 ملح الطعام

وهو عبارة عن كلوريد الصوديوم، حيث أن الكلور يكتسب إلكترون واحد ويتحول لأيون سالب الشحنة، وهذا الإلكترون يكتسبه من ذرات الصوديوم التي تفقد إلكترون وتصبح ذراتها تحمل شحنة موجبة، وملح الطعام يوضح خواص هذه المركبات ، حيث أن الكلور وحده عبارة عن مادة سامة، والصوديوم وحده عبارة عن مادة ضارة على الصحة العامة، ولكن تفاعل الإثنان معا يحولهم لمادة أمنة على الصحة العامة ولا تمثل أي ضرر.

كلوريد الكالسيوم

يتكون مركب كلوريد الكالسيوم نتيجة نقل الإلكترونات من ذرات الكالسيوم إلى ذرات الكلور، مما يجعل الكالسيوم مشحونا إيجابيا والكلور مشحونا سالبا، ويمكن استخدام كلوريد الكالسيوم في العديد من الأغراض اليومية، حيث يستخدم في صناعة الأدوية التي تزود الجسم بالكالسيوم في حالة نقصه لتقوية العظام، كما يستخدم في تقوية التربة وتحسين حالتها، ويستخدم في الطباعة وثبات الألوان.

أكسيد الماغنسيوم

عندما تتكون هذه المادة، تفقد ذرات المغنسيوم عدد 2 إلكترون، وتقوم ذرات الأكسجين بإكتسابها، فيتكون أكسيد الماغنسيوم، الذي يستخدم في صناعة الأدوية كمكملات غذائية، ويدخل هذا المركب أيضا في صناعة الزجاج والأسمنت وبعض السبائك.

بروميد البوتاسيوم

يتم في هذا المركب نقل الإلكترونات من البوتاسيوم إلى البروميد، ويستخدم هذا المركب في صناعة الأوراق، كما يستخدم في صناعة الأدوية المستخدمة في علاج الصرع لدى الحيوانات، وكان يستخدم في الماضي في صناعة أفلام التصوير.

خواص المركبات الأيونية

تتميز هذه المركبات بخواص مميزة تجعلها مختلفة عن غيرها من المركبات، ويندرج ضمن هذه الخواص ما يلي:

لكل مركب أيوني شكل بلوري مميز له، حيث تكون بلوراته منتظمة، ويختلف شكلها من مركب إلى آخر.

في الحالة الصلبة، تكون هذه المركبات غير موصلة للكهرباء، ولكنها تنحل بسهولة في الماء والمذيبات القطبية، فتصبح محلولة شديدة التوصيل للكهرباء، حيث تتفكك مثل هذه المركبات مثل كلوريد الصوديوم في الماء في شكل أيونات.

يتطلب ذوبان المعدن درجة حرارة عالية أو الغليان، حيث أن الروابط بين الذرات قوية جدًا ومن الصعب فكها، ولذلك يتطلب استهلاك كمية كبيرة من الطاقة لفك الروابط بينها وفصلها عن بعضها البعض.

تذوب بسهولة وبسرعة في المذيبات القطبية، ولكنها لا تذوب في المذيبات غير القطبية.