Einblicke in die Welt der Ionen
Ein Ion ist ein Atom oder Molekül, das entweder eines oder mehrere seiner Elektronen verloren hat oder eines oder mehrere Elektronen gewonnen hat. Es besitzt einfach eine Nettoladung. Die Ladung eines Elektrons wird konventionell als negativ betrachtet, und diese Ladung ist gleich und entgegengesetzt zur Ladung eines Protons, die konventionell als positiv betrachtet wird.
Kationen und Anionen
Ein Kation ist ein positiv geladenes Ion mit weniger Elektronen als Protonen. Im Gegensatz dazu ist ein Anion ein negativ geladenes Ion mit mehr Elektronen als Protonen. Anionen sind im Allgemeinen größer als das entsprechende neutrale Atom, da das Hinzufügen von Elektronen die Anzahl der Elektron-Elektron-Abstoßungsinteraktionen erhöht. Dies erklärt ihre relative Größe im Vergleich zu Kationen, die kleiner als die entsprechenden neutralen Atome sind, da die Valenzelektronen, die am weitesten vom Kern entfernt sind, verloren gehen.
Die Messung von Ionen
Kationen und Anionen werden anhand ihres Ionenradius gemessen. Kationen sind klein, die meisten von ihnen haben einen Radius von weniger als 10−10 m (10−8 cm). Teilchen mit der gleichen elektrischen Ladung stoßen sich gegenseitig ab, während Teilchen mit entgegengesetzten Ladungen sich anziehen. In Materialien ziehen sich diese gegensätzlich geladenen Ionen an, um eine ionische Bindung zu bilden.
Die Rolle der Elektronen
Die Elektronen in einem Atom werden von den Protonen im Kern durch die elektromagnetische Kraft angezogen. Diese Kraft bindet die Elektronen innerhalb eines elektrostatischen Potentialtopfes, der den kleineren Kern umgibt. Dies bedeutet, dass eine externe Energiequelle benötigt wird, damit das Elektron entkommen kann.
Zusammenfassung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Ionen Atome oder Moleküle sind, die entweder Elektronen verloren oder gewonnen haben, und somit eine Nettoladung besitzen. Kationen sind positiv geladen, da sie weniger Elektronen als Protonen haben, während Anionen negativ geladen sind, da sie mehr Elektronen als Protonen haben. Ihre Größe und Wechselwirkung sind entscheidend für die Bildung von ionischen Bindungen in Materialien.
