Ion

Ionhayđiện tíchlà mộtnguyên tửhay nhóm nguyên tử bị mất hay nhận thêm được một hay nhiềuelectron.Một ion mangđiện tích âm,khi nó thu được một hay nhiều electron, được gọi làanionhayđiện tích âm,và một ion mang điện tích dương khi nó mất một hay nhiều electron, được gọi làcationhay điện tích dương. Quá trình tạo ra các ion hay điện tích gọi làion hóa.

Cation benzil

Các nguyên tử hay nhóm nguyên tử bị ion hóa được biểu diễn dưới dạng các số viết nhỏ lên trên, bên phải ký hiệu của nguyên tử hay nhóm nguyên tử, thể hiện số lượng electron mà nó thu được hay mất đi (nếu lớn hơn 1) và dấu + hay − tùy theo nó mất hay thu được (các) electron. Trong trường hợp mất hay thu được chỉ một electron thì không cần ghi giá trị số. Ví dụ H⁺hay Cl⁻.

Cáckim loạicó xu hướng tạo ra cáccation(mất đi electron) trong khi cácphi kim loạicó xu hướng tạo ra anion, ví dụnatritạo ra cation Na⁺trong khiclotạo ra các anion Cl^-.

Năng lượng ion hóa

Năng lượng cần thiết để tạo ra cation bằng cách loại bỏ electron từ một nguyên tử trung hòa về điện lànăng lượng ion hóa.Nói chung, năng lượng ion hóa thứ n của nguyên tử là năng lượng cần để loại bỏ electron thứ n sau khi n - 1 electron trước đã bị loại bỏ.

Mỗi một năng lượng ion hóa kế tiếp là lớn hơn một cách đáng kể so với năng lượng ở mức trước đó. Đặc biệt, sự thay đổi năng lượng tăng lên một cách đột ngột khi các electron của một lớpobitannào đó trong nguyên tử đã bị loại bỏ hết. Vì lý do này, các cation có xu hướng được tạo ra theo hướng bỏ hết các electron của cùng một lớp obitan. Ví dụ, natri được tìm thấy như là Na⁺,nhưng không phải là Na²⁺vì cần năng lượng lớn để ion hóa. Tương tự, magnesi được tìm thấy như là Mg²⁺,mà không phải là Mg³⁺,vànhômcó thể tồn tại ở dạng cation Al³⁺.Khi một nhóm các nguyên tử thu được các electron, chúng cũng trở thành các ion, chẳng hạn như SO₄^2-.

Lịch sử

Các ion lần đầu tiên được lý thuyết hóa bởiMichael Faradaykhoảng năm1830,để miêu tả các thành phần của phân tử mà chuyển động về phíaanionhaycation.Tuy nhiên, cơ chế mà các chuyển động này có thể diễn ra đã không được miêu tả cho đến tận năm1884khiSvante August Arrheniustrong luận án tiến sĩ của mình trong trườngđại học tổng hợp Uppsalađã miêu tả chúng. Lý thuyết của ông ban đầu đã không được chấp nhận (ông nhận được học vị tiến sĩ với điểm thấp nhất để được vượt qua) nhưng luận án tiến sĩ của ông đã đoạtgiải Nobelvề hóa học năm1903.

Ngôn từ học

Từionđã được đặt tên bởiMichael Faraday,từ tiếng Hy Lạpἰόν,động tính từ thời hiện tại củaἰέναι,"chuyển động", vì thế là "người đi lại". Danh pháp này dựa trên xu hướng của các anion chuyển động về phía anốt, và của các cation chuyển động về phía catốt. Vì thế, anion (ἀνιόν) và cation (κατιόν) có nghĩa là "(một thứ) đi lên" và "(một thứ) đi xuống", một cách tương ứng, vàanốt,ἄνοδος,vàcatốt,κάθοδος,có nghĩa là "đi lên" và "đi xuống", tương ứng từὁδός,"đường".