انواع الايونات و خواص المركبات الايونية

الأيون هو الذرة التي تحمل شحنة كهربائية، فإما يحمل شحنة موجبة فيسمى كاتيون أو يحمل شحنة سالبة فيسمى أنيون، ويمكن تكوين الأيون عن طريق فقدان إلكترونات فيصبح التركيب الإلكتروني مشابها لأقرب غاز خامل ويصبح عدد الإلكترونات أقل من عدد البروتونات فيسمى الأيون موجبا، أو عن طريق اكتساب إلكترونات فيصبح أيضا التركيب الإلكتروني مشابها للتركيب الإلكتروني لأقرب غاز خامل، ويتكون في هذه الحالة الأيون سالب.

أنواع الأيونات

• الكاتيون
• الأنيون

هناك نوعان من الأيون، ويتم تصنيفهما وفقا لنوع الإشارة التي يحملانها، ويمكن تصنيفهما على النحو التالي:

الكاتيون :  وهو أيون موجب الشحنة، حيث يميل الذرات المتعادلة دائما إلى تحقيق التركيب الإلكتروني لأقرب غاز خامل؛ فالذرات الموجودة في الجدول الدوري في المجموعات 1 و2 و13 تحتوي على عدد من الإلكترونات يساوي رقم المجموعة، فعناصر المجموعة الأولى تحتوي على إلكترون واحد في الغلاف الخارجي، وعناصر المجموعة الثانية تحتوي على إلكترونين اثنين وهكذا، ولذلك فإن هذه العناصر تميل إلى فقدان الإلكترونات.

حيث أن الذرات المتعادلة يكون فيها عدد الإلكترونات السالبة مساوي لعدد البروتونات الموجبة، فعندما تفقد الذرة إلكترونات الغلاف الخارجي حتى تصل للتركيب الإلكتروني لأقرب غاز خامل، فإن عدد البروتونات الموجبة يكون أكبر من عدد الإلكترونات السالبة، وتحمل الذرة في هذه الحالة شحنة موجبة مساوية لعدد الإلكترونات التي فقدتها.

في الغالب الكاتيون يكون من الفلزات حيث أنه يكون من العناصر الموجودة في المجموعات الأولى والثانية والثالثة عشر، مثل الصوديوم الذي يحتوي الغلاف الخارجي له على إلكترون واحد وبالتالي فهو يوجد في المجموعة الأولى، وعندما تفقد ذرة الصوديوم هذا الإلكترون تتحول لكاتيون موجب، ويمكن التعبير عن هذه العملية عن طريق المعادلة التالية:

Na → Na⁺ + e

بالنسبة للألومنيوم الذي ينتمي إلى المجموعة الثالثة عشر، فإن توزيعه الإلكتروني هو كالتالي

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹

فنجد أنه يحتوي في الغلاف الخارجي على عدد 3 إلكترون وبالتالي يميل لفقد هذه الإلكترونات حتى يصل للتوزيع الإلكتروني لأقرب غاز خامل ويتحول إلى كاتيون موجب يحمل ثلاث شحنات موجبة، لأن عدد البروتونات الموجبة أكثر من عدد الإلكترونات السالبة ب3 بروتونات، ويمكن التعبير عن العملية عن طريق المعادلة التالية

Al → Al³⁺ + 3e

الأنيون :  الأنيون هو أيون سالب الشحنة، حيث تميل ذراته إلى اكتساب إلكترونات حتى يصل توزيعها الإلكتروني إلى أقرب غاز خامل. عادة، يتألف الأنيون من ذرات عناصر غير فلزية توجد في الجدول الدوري في المجموعات 15 و16 و17، حيث يكون الغلاف الخارجي بحاجة إلى إلكترون واحد أو إلكترونان أو ثلاثة لاستكماله وأن يكون مشابها لأقرب غاز نبيل في الجدول الدوري.

تكون الأنيون أو الأيون السالب عندما تكتسب الذرات إلكترونات لملء الغلاف الخارجي، فيصبح عدد البروتونات الموجبة أقل من عدد الإلكترونات السالبة، وبالتالي تحمل الذرة شحنة سالبة مساوية لعدد الإلكترونات التي اكتسبتها.

على سبيل المثال، يوجد الكلور في المجموعة السابعة عشرة وله عدد ذري يساوي 17، ويمكن كتابة توزيع الإلكترونات الخاص به كالتالي:

s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ 1

نلاحظ أن الغلاف الخارجي يحتوي على سبعة إلكترونات وتحتاج إلى إلكترون واحد لتصبح مشابهة لأقرب غاز نبيل، وبذلك يصبح عدد الإلكترونات في الغلاف الخارجي ثمانية، ويحصل الكلور على إلكترون ويصبح سالب الشحنة كما هو موضح في المعادلة التالية

Cl + e → CL^-1

خواص المركبات الأيونية

تتميز هذه المركبات بمجموعة من الخصائص المميزة التي تميزها عن غيرها من المركبات، حيث تتكون من بلورات ذات شكل ثابت، ولكل مركب شكل بلوري مميز له. ومن الخصائص المميزة لهذه المركبات:

تتألف المركبات الأيونية من أيونات موجبة وأيونات سالبة، وبسبب قوة التجاذب بينهما، تكون هذه الرابطة قوية للغاية وصعبة الكسر.

يتميز هذا المركب بدرجة انصهار عالية جدًا، وكذلك بدرجة غليان عالية.

هذه المركباتتذوب بسرعة في الماء.

يمكن أن يكون إلكتروليت، والإلكتروليت هو مركب أيوني تم صهره حتى يتحول إلى مادة قادرة على توصيل الكهرباء بشكل قوي وتحتوي على أيونات يمكنها الحركة بحرية.

في حالتها الطبيعية، تكون الأيونات في الملح عديمة التوصيل للكهرباء؛ لأنها مرتبطة ومقيدة، ولكن عندما يتم حل الملح في الماء، تصبح الأيونات جيدة التوصيل للكهرباء، حيث تتحرر الأيونات ويتواجد الأيونات الموجبة والسالبة، وبالتالي يتم توصيل الطاقة الكهربائية.

– بالرغم من كون الرابطة بين أيوناتها رابطة قوية وبالتالي درجة الغليان والإنسهار لها عالية، ولكنها في نفس الوقت مركبات هشة، أي سهلة الكسر، حيث أنها تتكون من صفوف من الكاتيونات وصفوف من الأنيونات مرتبة فوق بعضها بالتبادل، ولكن عند الطرق عليها تنزاح هذه الصفوف وقد تصبح الشحنات الوجبة مواجهة لبعضها والشحنات السالبة مواجهة لبعضها، وبالتالي يحدث تنافر وتكون سهلة التهشيم والتكسير.

تذوب بسرعة كبيرة في المذيبات القطبية مثل الماء، ولكنها لا تذوب تماماً في المذيبات الغير قطبية.

ترتبط قوة الحمض بعدد أيونات الهيدروجين التي يكتسبها 

نعم ترتبط قوة الحمض بعدد أيونات الهيدروجين التي يكتسبها .
وكلما كانت رابطة HA أكثر اتصالًا، زادت الطاقة المطلوبة لتفكيكها، مما يجعل الحمض أكثر صلابة، وتحدد قوة رابطة HA قطبيتها الحمضية.

مواد تطلق ايونات الهيدروجين الموجبه في الماء تسمى 

مواد تطلق ايونات الهيدروجين الموجبه في الماء تسمى الأحماض .
الأحماض هي مركبات كيميائية تفرز أيونات الهيدروجين (H +) عندما توضع في الماء. على سبيل المثال، عند وضع كلوريد الهيدروجين في الماء، يفرز أيونات الهيدروجين ويتحول المحلول إلى حمض الهيدروكلوريك.