יון

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

ערך זה עוסק במונח בכימיה. לערך העוסק בעוף ממשפחת היונאים, ראו יונאים; לערך העוסק במחוז בצרפת ראו יון (מחוז בצרפת); לערך העוסק במדינה באירופה ראו יוון.

יון הוא אטום או קבוצה של אטומים, שבהם יש מטען חשמלי, כיוון שכמות האלקטרונים שונה מכמות הפרוטונים, שלא כמו באטום נייטרלי, שבו האלקטרונים והפרוטונים נמצאים בכמות שווה. יון חיובי הוא יון שבו כמות הפרוטונים גדולה מכמות האלקטרונים. הוא נקרא קטיון מפני שנמשך לקתודה. לעומת זאת, יון שלילי הוא יון שבו כמות האלקטרונים גדולה מכמות הפרוטונים, והוא נקרא אניון מפני שנמשך לאנודה. תהליך הוצאת אלקטרון מאטום נקרא יינון. התהליך ההפוך, הוספת אלקטרון לאטום, נקרא זיקה אלקטרונית.

תרכובות רבות נוצרות הודות למשיכה חשמלית חזקה בין יון חיובי ויון שלילי; הללו ידועות כתרכובות יוניות. הקשר בין שני היונים נקרא קשר יוני. לדוגמה מלח בישול מורכב מיונים של ^-Cl ו ⁺Na המשולבים זה בזה.

תרכובות יונית הן התרכבות של מתכת ושל אל מתכת יחד כאשר התרכובת מתבצעת בהתאם למטען של אותו חומר. למתכות יהיה מטען חיובי, בעוד שלאל מתכות יהיה מטען שלילי. כך לדוגמה תרכובת של Mg עם Cl תהיה כזו MgCl2, זאת מכיוון שמטענו של הכלור הוא מינוס אחד בעוד שמטענו של המגנזיום הוא שתיים פלוס. הסברים על נושא המטענים קשור לנושא של רמות חיצוניות, זיקה אלקטרונית ואנרגיית יינון. כך למשל אטום ממשפחת ההלוגנים יתחמצנו (יקבלו אלקטרון), בעוד שמשפחת המתכות האלקליות ומשפחת המתכות האלקליות העפרוריות יחזרו (יתנו אלקטרון).

קבוצה של יונים שאינם מחוברים זה לזה (אלא נמצאים במצב גזי) נקראית פלזמה. הפלזמה נודעת גם כמצב הרביעי של החומר כי תכונותיה שונות משל מוצק, נוזל או גז.

בתחום הביוכימי ובמערכות הגוף השונות ממלאים היונים תפקידים מרכזיים. כך לדוגמה, "הברזל" אותו אנו מקבלים ממזונות שונים אינו אלא יוני ברזל (Fe +2/Fe +3). הברזל הטעון במטען +2 משמש כמרכיב המרכזי במולקולות ההמוגלובין והמיהוגלובין, המתפקדות כנושאי חמצן במערכת הדם.

[עריכה] היסטוריה

מייקל פאראדיי הוא שהגה לראשונה את תאוריית היונים, בסביבות שנת 1830, על מנת לתאר את המולקולות שנעות בתמיסה, חלקן לאנודה וחלקן לקטודה. אולם רק ב-1884 תיאר סוונטה ארהניוס את המנגנון שעל פיו הגיע פאראדיי למסקנותיו, בעבודת הדוקטורט שלו לאוניברסיטת אופסלה. בתחילה התאוריה לא התקבלה, אך מאוחר יותר אף קיבל על המחקר פרס נובל לכימיה ב-1903.

[עריכה] טבלת היונים הנפוצים

Common Cations Common Name Formula Historic Name Simple Cations Aluminum Al3+ Barium Ba2+ Beryllium Be2+ Caesium Cs+ Calcium Ca2+ Chromium(II) Cr2+ Chromous Chromium(III) Cr3+ Chromic Chromium(VI) Cr6+ Chromyl Cobalt(II) Co2+ Cobaltous Cobalt(III) Co3+ Cobaltic Copper(I) Cu+ Cuprous Copper(II) Cu2+ Cupric Gallium Ga3+ Helium He2+ (Alpha particle) Hydrogen H+ (Proton) Iron(II) Fe2+ Ferrous Iron(III) Fe3+ Ferric Lead(II) Pb2+ Plumbous Lead(IV) Pb4+ Plumbic Lithium Li+ Magnesium Mg2+ Manganese(II) Mn2+ Manganous Manganese(III) Mn3+ Manganic Manganese(IV) Mn4+ Manganyl Manganese(VII) Mn7+ Mercury(II) Hg2+ Mercuric Nickel(II) Ni2+ Nickelous Nickel(III) Ni3+ Nickelic Potassium K+ Silver Ag+ Sodium Na+ Strontium Sr2+ Tin(II) Sn2+ Stannous Tin(IV) Sn4+ Stannic Zinc Zn2+ Polyatomic Cations Ammonium NH4+ Hydronium H3O+ Nitronium NO2+ Mercury(I) Hg22+ Mercurous

Common Anions Formal Name Formula Alt. Name Simple Anions Arsenide As3− Azide N3− Bromide Br− Chloride Cl− Fluoride F− Hydride H− Iodide I− Nitride N3− Oxide O2− Phosphide P3− Sulfide S2− Peroxide O22− Oxoanions Arsenate AsO43− Arsenite AsO33− Borate BO33− Bromate BrO3− Hypobromite BrO− Carbonate CO32− Hydrogen Carbonate HCO3− Bicarbonate Chlorate ClO3− Perchlorate ClO4− Chlorite ClO2− Hypochlorite ClO− Chromate CrO42− Dichromate Cr2O72− Iodate IO3− Nitrate NO3− Nitrite NO2− Phosphate PO43− Hydrogen Phosphate HPO42− Dihydrogen Phosphate H2PO4− Permanganate MnO4− Phosphite PO33− Sulfate SO42− Thiosulfate S2O32− Hydrogen Sulfate HSO4− Bisulfate Sulfite SO32− Hydrogen Sulfite HSO3− Bisulfite Anions from Organic Acids Acetate C2H3O2− Formate HCO2− Oxalate C2O42− Hydrogen Oxalate HC2O4− Bioxalate Other Anions Hydrogen Sulfide HS− Bisulfide Telluride Te2− Amide NH2− Cyanate OCN− Thiocyanate SCN− Cyanide CN− Hydroxide OH−