İçerik
Karşılaştığımız çoğu atom ve molekül elektriksel olarak nötrdür, ancak iyonlar doğada önemli bir rol oynamaktadır. Bu yüklü atomlar, pozitif yüklü katyonlar veya negatif yüklü anyonlar olabilir. Katyonlar ve Anyonlar farklı şekillerde oluşur. Katyonlar için, bir elektron kaybı, onları net bir pozitif yükle bırakırken, anyonlar için, bir elektronun eklenmesi onları net bir negatif yükle bırakır. Bunun arkasındaki süreçleri anlamak, farklı atomların iyonlaşma enerjisi ve elektron afinitesi de dahil olmak üzere, belirli atomların neden diğerlerinden daha kolay iyon haline geldiğini ve bunun neye neden olduğunu görmenize yardımcı olur.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
Katyonlar, pozitif bir iyon iyonizasyon yoluyla bir elektron kaybedince oluşan iyonları oluşturur. Bunu yapmak için gereken enerji miktarına iyonlaşma enerjisi denir.
Anyonlar, bir atom bir elektron kazandığında oluşan negatif iyonları yüklenir. Bu süreçteki enerjiye elektron ilgisi denir.
İyon Nedir?
Atomların üç ana bileşeni vardır: protonlar, elektronlar ve nötronlar. Nötronlar elektriksel olarak nötrdür ve nükleer fizikte önemli bir rol oynamasına rağmen, iyonların oluşumu ile ilgisi yoktur, çünkü bulundukları atomun yükünü etkilemezler. Protonlar pozitif olarak yüklenir ve işgal ederler nötronlarla birlikte atomun merkezi çekirdeği. Elektronlar, atomun negatif yüklü kısmıdır ve çekirdeğin dış çevresinde bir "bulut" barındırırlar. Elektronlar ve protonlar eşit fakat zıt yüklere sahiptir ve elementlerin doğal formlarında, bir atomda her birinin eşit sayıları vardır. Bu, elementlerin elektriksel olarak nötr olduğu anlamına gelir çünkü protonlardan ve elektronlardan gelen yükler birbirini iptal eder.
Bir iyon yüklü bir atomdur.Bir atom bir elektron kazanırsa, negatif yük pozitif yüke ağır basar ve tüm atom negatif bir yük kazanır. Bu iyonlara anyon denir. Atom bir elektron kaybederse, negatif yükten daha fazla pozitif yük vardır ve atom bir bütün olarak pozitif yüklü bir iyon haline gelir. Buna katyon denir.
Katyonlar Nasıl Oluşur?
Katyonlar, nötr bir atom bir elektronu kaybettiğinde oluşur. Metaller, çekirdek etrafındaki elektronların düzenlenmesi sonucu elektronları kaybetmeye meyillidir. Elektronlar çekirdeğin çevresinde farklı yörüngelere sahiptir ve bunlar farklı enerji seviyelerine ayrılabilir. Yüksek enerji seviyeli bir yörüngede bulunan bir elektron çekirdekten daha uzağa. Tam bir dış enerji seviyesine sahip atomlar sabittir, ancak dış enerji seviyesinde az sayıda elektron varsa, elektron kaybına eğilimlidirler. Tam enerji seviyesindeki elektronlar çekirdekten gelen pozitif yükün çoğunu “korur”. Sonuç olarak, dış elektronlar çekirdeğe yalnızca zayıf bir şekilde bağlanır.
Katyonlar, elektron için yeterli enerji verildiğinde (örneğin, yeterince yüksek bir enerjinin ışığında) iyonlaşma işlemiyle, çekirdeğin çekirdeğinden uzağa soymak için oluşturulur. Bunu yapmak için gereken enerjiye iyonlaşma enerjisi denir. İlk iyonlaşma enerjisi bir elektronu çıkarmak için ne kadar enerjiye ihtiyacınız olduğunu söyler; ikinci iyonizasyon enerjisi, ikincisini çıkarmak için ne kadar gerekli olduğunu size söyler.
Elementin içinde bulunduğu periyodik tablonun grubuna bağlı olarak ortaya çıkan iyondaki yükü hesaplayabilirsiniz. Örneğin, sodyum grup 1'dedir ve +1 yüküyle bir katyon oluşturur. Magnezyum grup 2'dedir ve iyonizasyona iki elektron kaybettikten sonra +2 yükte bir katyon oluşturur. Alüminyum grup 3'tedir ve +3 katyon oluşturur. Grup 4 öğeleri iyon oluşturmaz ve daha yüksek grup öğeleri bunun yerine anyonlar oluşturur.
Anyonlar Nasıl Oluşur?
Anyonlar, zıt işlemden katyonlara kadar oluşur. Bir elektron kaybetmek yerine, ametal atomlar bir elektron kazanabilir. Bunun nedeni, dış enerji seviyelerinin neredeyse dolu olmasıdır. Elektron ilgisi terimi, nötr atomların elektron kazanma eğilimini tarif eder. İyonizasyon enerjisi gibi, enerji birimlerine sahiptir, ancak iyonlaşma enerjisinden farklı olarak negatif bir değere sahiptir, çünkü elektronlar eklendiğinde enerji salınır, oysa elektronlar çıkarıldığında emilir.
Genel olarak, daha yüksek gruplardaki elementler (periyodik tablonun sağındakiler) daha yüksek elektron eğilimlerine sahiptir ve gruplarının daha yüksek bir sırasındaki (periyodik tablonun tepesine doğru) elementler daha yüksek elektron eğilimlerine sahiptir. Belirli bir sütunu aşağı doğru hareket ettirirken elektron afinitesindeki azalma, dış kabuklar ve çekirdekler arasındaki mesafenin artmasıyla ve ayrıca düşük enerji seviyelerinde diğer elektronlardan koruma ile ilgilidir. Soldan sağa doğru hareket ettiğinizde afinite artışı, enerji seviyelerinin tam olarak işgal edilmesine yaklaşmasıdır.
Katyonlara gelince, elementin grubu size karşılık gelen anyonun ne kadar yükleneceğini söyler. Ortaya çıkan ücret, eksi sekiz grup numarasıdır. Grup 7'deki klor, charge1 yüklü bir anyon oluşturur ve oksijen, grup 6'da charge2 yüklü olan bir katyon oluşturur.