ანიონი

ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                                   ანიონი

ელექტრონის გადაცემა ლითიუმს (Li) და ფტორს (F) შორის. იონური ბმის წარმოქმნით, Li და F ხდება Li+ და F− იონები.

ან იონი (/ˈaɪ.ɒn, -ən/) არის ატომი ან მოლეკულა წმინდა ელექტრული მუხტით. ელექტრონის მუხტი პირობითად უარყოფითად ითვლება და ეს მუხტი ტოლი და საპირისპიროა პროტონის მუხტისა, რომელიც პირობითად დადებითად ითვლება. იონის წმინდა მუხტი არ არის ნული, რადგან მისი ელექტრონების მთლიანი რაოდენობა არათანაბარია პროტონების მთლიან რაოდენობასთან.

კატიონი არის დადებითად დამუხტული იონი, რომელსაც აქვს ნაკლები ელექტრონები, ვიდრე პროტონები, ხოლო ანიონი არის უარყოფითად დამუხტული იონი მეტი ელექტრონით, ვიდრე პროტონები. საპირისპირო ელექტრული მუხტები ელექტროსტატიკური ძალით იწევს ერთმანეთისკენ, ამიტომ კათიონები და ანიონები იზიდავენ ერთმანეთს და ადვილად ქმნიან იონურ ნაერთებს.

მხოლოდ ერთი ატომისგან შემდგარ იონებს უწოდებენ ატომურ ან მონოატომურ იონებს, ხოლო ორი ან მეტი ატომი ქმნის მოლეკულურ იონებს ან პოლიატომურ იონებს. სითხეში (აირში ან სითხეში) ფიზიკური იონიზაციის შემთხვევაში მოლეკულების სპონტანური შეჯახებით იქმნება „იონური წყვილი“, სადაც თითოეული წარმოქმნილი წყვილი შედგება თავისუფალი ელექტრონისა და დადებითი იონისგან. იონები ასევე იქმნება ქიმიური ურთიერთქმედებით, როგორიცაა მარილის დაშლა სითხეებში, ან სხვა საშუალებებით, როგორიცაა პირდაპირი დენის გავლა გამტარ ხსნარში, ანოდის დაშლა იონიზაციის გზით.

აღმოჩენის ისტორია

სიტყვა იონი გამოიგონეს ბერძნული ἰέναι (ienai) არსებითი მნიშვნელობიდან, რაც ნიშნავს "წასვლას". კატიონი არის ის, რაც მოძრაობს ქვემოთ (ბერძნ. κάτω, kato, რაც ნიშნავს "ქვემოთ") და ანიონი არის ის, რაც მოძრაობს ზემოთ (ბერძნ. ἄνω, ano, რაც ნიშნავს "მაღლა"). მათ ასე უწოდებენ, რადგან იონები მოძრაობენ საპირისპირო მუხტის ელექტროდისკენ. ეს ტერმინი შემოიღეს (ინგლისელი პოლიმათ უილიამ უუველის წინადადების შემდეგ) ინგლისელმა ფიზიკოსმა და ქიმიკოსმა მაიკლ ფარადეიმ 1834 წელს იმ დროისთვის უცნობი სახეობებისთვის, რომლებიც გადადიან ერთი ელექტროდიდან მეორეზე წყლის გარემოში. ფარადეიმ არ იცოდა ამ სახეობების ბუნება, მაგრამ მან იცოდა, რომ მას შემდეგ, რაც ლითონები იხსნება და შედიან ხსნარში ერთ ელექტროდში და ახალი ლითონი გამოდის მეორე ელექტროდის ხსნარიდან; რომ ხსნარში დენით გადაადგილდა რაიმე სახის ნივთიერება. ეს მატერიას ერთი ადგილიდან მეორეზე გადასცემს. ფარადეის მიმოწერაში უველმა ასევე შექმნა სიტყვები ანოდი და კათოდი, ასევე ანიონი და კატიონი, როგორც იონები, რომლებიც იზიდავს შესაბამის ელექტროდებს.

სვანტე არენიუსმა 1884 წლის დისერტაციაში წამოაყენა ახსნა იმისა, რომ მყარი კრისტალური მარილები დაშლისას იშლება დაწყვილებულ დამუხტულ ნაწილაკებად, რისთვისაც იგი 1903 წლის ნობელის პრემიას მოიპოვებდა ქიმიაში. არენიუსის ახსნა იყო, რომ ხსნარის ფორმირებისას მარილი იშლება ფარადეის იონებად, მან თქვა, რომ იონები წარმოიქმნება ელექტრული დენის არარსებობის შემთხვევაშიც კი.

მახასიათებლები

გაზის მსგავსი იონები ძალიან რეაქტიულები არიან და სწრაფად ურთიერთქმედებენ საპირისპირო მუხტის იონებთან და მისცემენ ნეიტრალურ მოლეკულებს ან იონურ მარილებს. იონები ასევე წარმოიქმნება თხევად ან მყარ მდგომარეობაში, როდესაც მარილები ურთიერთქმედებენ გამხსნელებთან (მაგალითად, წყალთან), რათა წარმოქმნან გამხსნელი იონები, რომლებიც უფრო სტაბილურია, ენერგიისა და ენტროპიის ცვლილებების ერთობლიობის გამო, როდესაც იონები შორდებიან ერთმანეთს ურთიერთქმედება სითხესთან. ეს სტაბილიზირებული სახეობები უფრო ხშირად გვხვდება გარემოში დაბალ ტემპერატურაზე. საერთო მაგალითია ზღვის წყალში არსებული იონები, რომლებიც მიღებულია გახსნილი მარილებისგან.

როგორც დამუხტული ობიექტები, იონები იზიდავენ საპირისპირო ელექტრული მუხტებით (დადებითი უარყოფითი და პირიქით) და იგერიებენ მსგავსი მუხტებით. როდესაც ისინი მოძრაობენ, მათი ტრაექტორია შეიძლება გადახდეს მაგნიტური ველის მიერ.

ელექტრონები, მათი მცირე მასის და, შესაბამისად, უფრო დიდი სივრცის შევსების თვისებების გამო, როგორც მატერიის ტალღები, განსაზღვრავენ ატომებისა და მოლეკულების ზომას, რომლებიც ფლობენ რაიმე ელექტრონს. ამრიგად, ანიონები (უარყოფითად დამუხტული იონები) უფრო დიდია, ვიდრე მთავარი მოლეკულა ან ატომ, რადგან ჭარბი ელექტრონი (ელექტრონები) იგერიებენ ერთმანეთს და ემატება იონის ფიზიკურ ზომას, რადგან მისი ზომა განისაზღვრება მისი ელექტრონული ღრუბლით. კათიონები უფრო მცირეა ვიდრე შესაბამისი მშობელი ატომი ან მოლეკულა ელექტრონული ღრუბლის უფრო მცირე ზომის გამო. ერთი კონკრეტული კატიონი (წყალბადის) არ შეიცავს ელექტრონებს და, შესაბამისად, შედგება ერთი პროტონისგან - წყალბადის ატომზე ბევრად მცირე.

წყალბადის ატომი (ცენტრი) შეიცავს ერთ პროტონს და ერთ ელექტრონს. ელექტრონის მოცილება იძლევა კატიონს (მარცხნივ), ხოლო ელექტრონის დამატება იძლევა ანიონს (მარჯვნივ). წყალბადის ანიონს, თავის თავისუფლად გამართულ ორ ელექტრონულ ღრუბელთან ერთად, აქვს უფრო დიდი რადიუსი, ვიდრე ნეიტრალურ ატომს, რაც თავის მხრივ ბევრად აღემატება კატიონის შიშველ პროტონს. წყალბადი ქმნის ერთადერთ მუხტს-+1 კატიონს, რომელსაც არ აქვს ელექტრონები, მაგრამ კათიონებიც კი, რომლებიც (წყალბადისგან განსხვავებით) ინარჩუნებენ ერთ ან მეტ ელექტრონს, ჯერ კიდევ უფრო მცირეა ვიდრე ნეიტრალური ატომები ან მოლეკულები, საიდანაც ისინი წარმოიქმნება.

ანიონი (−) და კატიონი (+) მიუთითებენ იონის წმინდა ელექტრო მუხტზე. იონს, რომელსაც აქვს პროტონზე მეტი ელექტრონი, რაც მას წმინდა უარყოფით მუხტს აძლევს, ეწოდება ანიონი, ხოლო მინუს მითითება "ანიონი (−)" მიუთითებს უარყოფით მუხტზე. კატიონთან კი პირიქითაა: მას აქვს პროტონებზე ნაკლები ელექტრონები, რაც მას წმინდა დადებით მუხტს აძლევს, აქედან გამომდინარე არის მითითება "კატიონი (+)".

ვინაიდან პროტონზე ელექტრული მუხტი სიდიდით უდრის ელექტრონის მუხტს, იონის წმინდა ელექტრული მუხტი უდრის იონში პროტონების რაოდენობას მინუს ელექტრონების რაოდენობა.

ანიონი (−) (/ˈænˌaɪ.ən/ ANN-eye-ən, ბერძნული სიტყვიდან ἄνω (ánō), რაც ნიშნავს "მაღლა") არის იონი, რომელსაც აქვს მეტი ელექტრონები, ვიდრე პროტონები, რაც მას აძლევს წმინდა უარყოფით მუხტს ( ვინაიდან ელექტრონები უარყოფითად არიან დამუხტული და პროტონები დადებითად).

კატიონი (+) (/ˈkætˌaɪ.ən/ KAT-eye-ən, ბერძნული სიტყვიდან κάτω (káto), რაც ნიშნავს "ქვემოთ") არის იონი პროტონებზე ნაკლები ელექტრონებით, რაც მას აძლევს დადებით მუხტს.

არსებობს დამატებითი სახელები, რომლებიც გამოიყენება მრავალჯერადი მუხტის მქონე იონებისთვის. მაგალითად, −2 მუხტის მქონე იონი ცნობილია როგორც დიანიონი, ხოლო იონი +2 მუხტით ცნობილია, როგორც დიკაცია. ცვიტერიონი არის ნეიტრალური მოლეკულა დადებითი და უარყოფითი მუხტით ამ მოლეკულის სხვადასხვა ადგილას.

კათიონები და ანიონები იზომება მათი იონური რადიუსით და ისინი განსხვავდებიან შედარებითი ზომით: "კათიონები მცირეა, მათი უმეტესობა 10−10 მ (10−8 სმ) რადიუსზე ნაკლებია. მაგრამ ანიონების უმეტესობა დიდია, ისევე როგორც ყველაზე გავრცელებული. დედამიწის ანიონი, ჟანგბადი ამ ფაქტიდან ირკვევა, რომ კრისტალის სივრცის უმეტესი ნაწილი იკავებს ანიონს და რომ კათიონები ჯდება მათ შორის არსებულ სივრცეებში.“

ტერმინები ანიონი და კატიონი (იონებისთვის, რომლებიც შესაბამისად მიემართებიან ანოდსა და კათოდში ელექტროლიზის დროს) შემოიღეს მაიკლ ფარადეიმ 1834 წელს უილიამ უუველთან კონსულტაციის შემდეგ.

ბუნებრივი მოვლენები

იონები ბუნებით ყველგან არიან და პასუხისმგებელნი არიან მრავალფეროვან ფენომენზე, დაწყებული მზის ლუმინესცენციიდან დედამიწის იონოსფეროს არსებობამდე. იონურ მდგომარეობაში მყოფ ატომებს შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული ფერი ნეიტრალური ატომებისგან და, ამრიგად, ლითონის იონების მიერ სინათლის შთანთქმა იძლევა ძვირფასი ქვების ფერს. როგორც არაორგანულ, ასევე ორგანულ ქიმიაში (ბიოქიმიის ჩათვლით), წყლისა და იონების ურთიერთქმედება ძალზე მნიშვნელოვანია[საჭიროა ციტატა]; მაგალითად არის ენერგია, რომელიც განაპირობებს ადენოზინტრიფოსფატის (ATP) დაშლას. 

დაკავშირებული ტექნოლოგია

იონები შეიძლება დამზადდეს არაქიმიურად სხვადასხვა იონური წყაროების გამოყენებით, როგორც წესი, მაღალი ძაბვის ან ტემპერატურის შემცველობით. ისინი გამოიყენება მრავალ მოწყობილობაში, როგორიცაა მასის სპექტრომეტრები, ოპტიკური ემისიის სპექტრომეტრები, ნაწილაკების ამაჩქარებლები, იონური იმპლანტატორები და იონური ძრავები.

როგორც რეაქტიული დამუხტული ნაწილაკები, ისინი ასევე გამოიყენება ჰაერის გაწმენდაში მიკრობების დარღვევით და საყოფაცხოვრებო ნივთებში, როგორიცაა კვამლის დეტექტორები.

ვინაიდან ორგანიზმებში სიგნალიზაცია და მეტაბოლიზმი კონტროლდება მემბრანების გასწვრივ ზუსტი იონური გრადიენტით, ამ გრადიენტის დარღვევა ხელს უწყობს უჯრედების სიკვდილს. ეს არის ჩვეულებრივი მექანიზმი, რომელსაც იყენებენ ბუნებრივი და ხელოვნური ბიოციდები, მათ შორის იონური არხები გრამიციდინი და ამფოტერიცინი (ფუნგიციდ).

არაორგანული გახსნილი იონები არის მთლიანი გახსნილი მყარი ნივთიერებების კომპონენტი, წყლის ხარისხის ფართოდ ცნობილი მაჩვენებელი.

იონური კამერის სქემა, რომელიც აჩვენებს იონების დრიფტს. ელექტრონები უფრო სწრაფად მოძრაობენ, ვიდრე დადებითი იონები მათი გაცილებით მცირე მასის გამო.

გაზზე გამოსხივების მაიონებელი ეფექტი ფართოდ გამოიყენება ისეთი გამოსხივების გამოსავლენად, როგორიცაა ალფა, ბეტა, გამა და რენტგენის სხივები. ორიგინალური იონიზაციის მოვლენა ამ ინსტრუმენტებში იწვევს „იონური წყვილის“ წარმოქმნას; დადებითი იონი და თავისუფალი ელექტრონი, აირის მოლეკულებზე გამოსხივების იონების ზემოქმედებით. იონიზაციის კამერა ამ დეტექტორებიდან ყველაზე მარტივია და აგროვებს ყველა მუხტს, რომელიც წარმოიქმნება გაზში პირდაპირი იონიზაციის შედეგად, ელექტრული ველის გამოყენებით.

გეიგერ-მიულერის მილი და პროპორციული მრიცხველი იყენებენ ფენომენს, რომელიც ცნობილია როგორც თაუნსენდის ზვავი, რათა გაამრავლონ საწყისი მაიონებელი მოვლენის ეფექტი კასკადის ეფექტის საშუალებით, რომლის დროსაც თავისუფალ ელექტრონებს ეძლევა საკმარისი ენერგია ელექტრული ველით შემდგომი ელექტრონების გასათავისუფლებლად. იონის ზემოქმედება.

ზვავის ეფექტი ორ ელექტროდს შორის. თავდაპირველი იონიზაციის მოვლენა ათავისუფლებს ერთ ელექტრონს, ხოლო ყოველი შემდგომი შეჯახება ათავისუფლებს დამატებით ელექტრონს, ასე რომ, თითოეული შეჯახებიდან გამოდის ორი ელექტრონი: მაიონებელი ელექტრონი და გამოთავისუფლებული ელექტრონი.

იონის ქიმიური ფორმულის დაწერისას, მისი წმინდა მუხტი იწერება ზემოწერით მოლეკულის/ატომის ქიმიური სტრუქტურის შემდეგ. წმინდა მუხტი იწერება ნიშანამდე სიდიდით; ანუ ორმაგად დამუხტული კატიონი +2-ის ნაცვლად მიეთითება 2+. თუმცა, მუხტის სიდიდე გამოტოვებულია ცალკე დამუხტული მოლეკულების/ატომებისთვის; მაგალითად, ნატრიუმის კატიონი მითითებულია როგორც Na+ და არა Na1+.

მრავალჯერადი მუხტის მქონე მოლეკულის/ატომის ჩვენების ალტერნატიული (და მისაღები) გზაა ნიშნების მრავალჯერ ამოღება, ეს ხშირად ჩანს გარდამავალი ლითონების შემთხვევაში. ქიმიკოსები ხანდახან შემოხაზავენ ნიშანს; ეს არის მხოლოდ ორნამენტული და არ ცვლის ქიმიურ მნიშვნელობას. სურათზე ნაჩვენები Fe2+, Fe++ და Fe⊕⊕ სამივე გამოსახულება ექვივალენტურია.

რკინის ატომის (Fe) ეკვივალენტური აღნიშვნები, რომელმაც დაკარგა ორი ელექტრონი, მოიხსენიება როგორც შავი.

მონოატომური იონები ზოგჯერ ასევე აღინიშნება რომაული ციფრებით, განსაკუთრებით სპექტროსკოპიაში; მაგალითად, ზემოთ ნანახი Fe2+ (დადებითად ორმაგად დამუხტული) მაგალითი მოხსენიებულია, როგორც Fe(III), FeIII ან Fe III (Fe I ნეიტრალური Fe ატომისთვის, Fe II ცალკე იონიზირებული Fe იონისთვის). რომაული რიცხვი აღნიშნავს ელემენტის ფორმალურ ჟანგვის მდგომარეობას, ხოლო ზედა ინდო-არაბული რიცხვები აღნიშნავს წმინდა მუხტს. მაშასადამე, ეს ორი აღნიშვნა ცვალებადია ერთატომური იონებისთვის, მაგრამ რომაული ციფრები არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას პოლიატომურ იონებზე. თუმცა, შესაძლებელია ცალკეული ლითონის ცენტრის აღნიშვნების შერევა პოლიატომურ კომპლექსთან, როგორც ეს ნაჩვენებია ურანილის იონის მაგალითზე.

ქვეკლასები

თუ იონი შეიცავს დაუწყვილებელ ელექტრონებს, მას რადიკალური იონი ეწოდება. ისევე, როგორც დაუმუხტი რადიკალები, რადიკალური იონები ძალიან რეაქტიულია. ჟანგბადის შემცველი პოლიატომური იონები, როგორიცაა კარბონატი და სულფატი, ეწოდება ოქსიანიონებს. მოლეკულურ იონებს, რომლებიც შეიცავს მინიმუმ ერთ ნახშირბადის წყალბადის კავშირს, ორგანულ იონებს უწოდებენ. თუ ორგანულ იონში მუხტი ფორმალურად არის ორიენტირებული ნახშირბადზე, მას ეწოდება კარბოკატიონი (თუ დადებითად დამუხტულია) ან კარბანიონი (თუ უარყოფითად დამუხტულია).

შერეული რომაული ციფრები და მუხტის აღნიშვნები ურანილის იონისთვის. ლითონის ჟანგვის მდგომარეობა ნაჩვენებია რომაული ციფრებით, ხოლო მთელი კომპლექსის მუხტი ნაჩვენებია კუთხის სიმბოლოთი წმინდა მუხტის სიდიდესა და ნიშანთან ერთად.

მონოტომიური იონების წარმოქმნა

მონოტომიური იონები წარმოიქმნება ატომის ვალენტურ გარსში (ყველაზე გარე ელექტრონული გარსი) ელექტრონების მომატებით ან დაკარგვით. ატომის შიდა გარსები ივსება ელექტრონებით, რომლებიც მჭიდროდ არიან მიბმული დადებითად დამუხტულ ატომურ ბირთვთან და ამიტომ არ მონაწილეობენ ამ სახის ქიმიურ ურთიერთქმედებაში. ნეიტრალური ატომიდან ან მოლეკულიდან ელექტრონების მიღების ან დაკარგვის პროცესს იონიზაცია ეწოდება.

ატომების იონიზაცია შესაძლებელია გამოსხივებით დაბომბვით, მაგრამ იონიზაციის უფრო ჩვეულებრივი პროცესი ქიმიაში არის ელექტრონების გადაცემა ატომებსა და მოლეკულებს შორის. ეს გადაცემა ჩვეულებრივ განპირობებულია სტაბილური ("დახურული გარსი") ელექტრონული კონფიგურაციების მიღებით. ატომები მიიღებენ ან დაკარგავენ ელექტრონებს იმისდა მიხედვით, თუ რომელ მოქმედებას სჭირდება ყველაზე ნაკლები ენერგია.

მაგალითად, ნატრიუმის ატომს, Na, აქვს ერთი ელექტრონი მის ვალენტურ გარსში, რომელიც გარშემორტყმულია 2 სტაბილური, შევსებული 2 და 8 ელექტრონის შიდა გარსით. ვინაიდან ეს შევსებული გარსები ძალიან სტაბილურია, ნატრიუმის ატომი კარგავს დამატებით ელექტრონს და აღწევს ამ სტაბილურ კონფიგურაციას და ხდება ნატრიუმის კატიონი ამ პროცესში.

მეორეს მხრივ, ქლორის ატომს, Cl, აქვს 7 ელექტრონი თავის ვალენტურ გარსში, რაც ერთით აკლდება სტაბილურ, სავსე გარსს 8 ელექტრონით. ამრიგად, ქლორის ატომი მიდრეკილია მოიპოვოს დამატებითი ელექტრონი და მიაღწიოს სტაბილურ 8-ელექტრონულ კონფიგურაციას, რაც ამ პროცესში ხდება ქლორიდის ანიონი:

ეს მამოძრავებელი ძალა არის ის, რაც იწვევს ნატრიუმის და ქლორის ქიმიურ რეაქციას, სადაც "დამატებითი" ელექტრონი გადადის ნატრიუმიდან ქლორში, წარმოქმნის ნატრიუმის კატიონებს და ქლორიდულ ანიონებს. საპირისპირო დამუხტულობით, ეს კათიონები და ანიონები ქმნიან იონურ კავშირებს და აერთიანებენ ნატრიუმის ქლორიდს, NaCl-ს, რომელიც უფრო ხშირად ცნობილია როგორც სუფრის მარილი.

პოლიატომური და მოლეკულური იონების წარმოქმნა

ნიტრატის იონის ელექტროსტატიკური პოტენციალის რუკა (2NO

−

3). 3-განზომილებიანი გარსი წარმოადგენს ერთ თვითნებურ იზოპოტენციალს.

პოლიატომური და მოლეკულური იონები ხშირად წარმოიქმნება ისეთი ელემენტარული იონების მოპოვებით ან დაკარგვით, როგორიცაა პროტონი, H+, ნეიტრალურ მოლეკულებში. მაგალითად, როდესაც ამიაკი, NH3, იღებს პროტონს, H+ - პროცესს, რომელსაც პროტონაცია ეწოდება - ის ქმნის ამონიუმის იონს, NH

+

4

. ამიაკსა და ამონიუმს აქვთ ელექტრონების იგივე რაოდენობა არსებითად ერთსა და იმავე ელექტრონულ კონფიგურაციაში, მაგრამ ამონიუმს აქვს დამატებითი პროტონი, რომელიც აძლევს მას წმინდა დადებით მუხტს.

ამიაკს ასევე შეუძლია დაკარგოს ელექტრონი დადებითი მუხტის მოსაპოვებლად, რაც ქმნის იონს NH

+

3

. თუმცა, ეს იონი არასტაბილურია, რადგან მას აქვს არასრული ვალენტური გარსი აზოტის ატომის გარშემო, რაც მას ძალიან რეაქტიულ რადიკალურ იონად აქცევს.

რადიკალური იონების არასტაბილურობის გამო, პოლიატომური და მოლეკულური იონები ჩვეულებრივ წარმოიქმნება ელემენტარული იონების მოპოვებით ან დაკარგვით, როგორიცაა H+, და არა ელექტრონების მოპოვებით ან დაკარგვით. ეს საშუალებას აძლევს მოლეკულას შეინარჩუნოს თავისი სტაბილური ელექტრონული კონფიგურაცია ელექტრული მუხტის შეძენისას.

იხ. ვიდეო - Cations and Anions Explained

იონიზაციის პოტენციალი

მთავარი სტატია: იონიზაციის პოტენციალი

ენერგიას, რომელიც საჭიროა ელექტრონის ყველაზე დაბალ ენერგეტიკულ მდგომარეობაში მყოფი ატომისგან ან გაზის მოლეკულისგან, რომელსაც ნაკლები ელექტრული მუხტი აქვს, იონიზაციის პოტენციალი ან იონიზაციის ენერგია ეწოდება. ატომის n-ე იონიზაციის ენერგია არის ენერგია, რომელიც საჭიროა მისი n-ე ელექტრონის გამოყოფისთვის მას შემდეგ, რაც პირველი n − 1 ელექტრონი უკვე დაშორებულია.

ყოველი თანმიმდევრული იონიზაციის ენერგია საგრძნობლად აღემატება წინას. განსაკუთრებით დიდი ზრდა ხდება მას შემდეგ, რაც ატომური ორბიტალების რომელიმე მოცემული ბლოკი ამოიწურება ელექტრონებიდან. ამ მიზეზით, იონები წარმოიქმნება ისე, რომ ისინი ტოვებენ ორბიტალურ ბლოკებს. მაგალითად, ნატრიუმს აქვს ერთი ვალენტური ელექტრონი მის გარე გარსში, ამიტომ იონიზებული ფორმით ის ჩვეულებრივ გვხვდება ერთი დაკარგული ელექტრონით, როგორც Na+. პერიოდული ცხრილის მეორე მხარეს ქლორს აქვს შვიდი ვალენტური ელექტრონი, ამიტომ იონიზებული ფორმით ის ჩვეულებრივ გვხვდება ერთი მოპოვებული ელექტრონით, როგორც Cl−. ცეზიუმს აქვს ყველა ელემენტიდან ყველაზე დაბალი გაზომილი იონიზაციის ენერგია, ხოლო ჰელიუმს აქვს უდიდესი.[18] ზოგადად, ლითონების იონიზაციის ენერგია გაცილებით დაბალია, ვიდრე არამეტალების იონიზაციის ენერგია, რის გამოც, ზოგადად, ლითონები დაკარგავენ ელექტრონებს დადებითად დამუხტული იონების შესაქმნელად, ხოლო არამეტალები მიიღებენ ელექტრონებს უარყოფითად დამუხტული იონების შესაქმნელად.

იონური კავშირი

მთავარი სტატია: იონური ბმა

იონური კავშირი არის ერთგვარი ქიმიური კავშირი, რომელიც წარმოიქმნება საპირისპიროდ დამუხტული იონების ურთიერთმიზიდულობის შედეგად. მსგავსი მუხტის იონები ერთმანეთს მოგერიებენ, საპირისპირო მუხტის იონები კი იზიდავენ ერთმანეთს. მაშასადამე, იონები, როგორც წესი, დამოუკიდებლად არ არსებობენ, მაგრამ საპირისპირო მუხტის იონებს უერთდებიან კრისტალური გისოსის წარმოქმნით. მიღებულ ნაერთს იონურ ნაერთს უწოდებენ და ამბობენ, რომ ინარჩუნებს იონურ შეკავშირებას. იონურ ნაერთებში წარმოიქმნება დამახასიათებელი მანძილი იონურ მეზობლებს შორის, საიდანაც შეიძლება იყოს ცალკეული იონების სივრცითი გაფართოება და იონური რადიუსი.

იონური კავშირის ყველაზე გავრცელებული ტიპი გვხვდება ლითონებისა და არამეტალების ნაერთებში (გარდა კეთილშობილი აირებისა, რომლებიც იშვიათად ქმნიან ქიმიურ ნაერთებს). ლითონებს ახასიათებთ ელექტრონების მცირე რაოდენობა, რომლებიც აღემატება სტაბილურ, დახურულ გარსიან ელექტრონულ კონფიგურაციას. როგორც ასეთი, მათ აქვთ ტენდენცია დაკარგონ ეს დამატებითი ელექტრონები სტაბილური კონფიგურაციის მისაღწევად. ეს თვისება ცნობილია როგორც ელექტროპოზიტიურობა. მეორეს მხრივ, არალითონებს ახასიათებთ ელექტრონული კონფიგურაციის მქონე სტაბილური კონფიგურაციის რამდენიმე ელექტრონი. როგორც ასეთი, მათ აქვთ ტენდენცია მოიპოვონ მეტი ელექტრონები სტაბილური კონფიგურაციის მისაღწევად. ეს ტენდენცია ცნობილია როგორც ელექტრონეგატიურობა. როდესაც უაღრესად ელექტროდადებითი ლითონი შერწყმულია უაღრესად ელექტროუარყოფით არამეტალთან, ლითონის ატომებიდან დამატებითი ელექტრონები გადაეცემა ელექტრონების დეფიციტს არამეტალის ატომებში. ამ რეაქციაში წარმოიქმნება ლითონის კათიონები და არალითონური ანიონები, რომლებიც ერთმანეთს იზიდავს მარილის წარმოქმნით

Common cations Common name Formula Historic name Monatomic cations Aluminium Al3+ Barium Ba2+ Beryllium Be2+ Calcium Ca2+ Chromium(III) Cr3+ Copper(I) Cu+ cuprous Copper(II) Cu2+ cupric Gold(I) Au+ aurous Gold(III) Au3+ auric Hydron H+ 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+ Mercury(II) Hg2+ mercuric Potassium K+ kalic Silver Ag+ argentous Sodium Na+ natric Strontium Sr2+ Tin(II) Sn2+ stannous Tin(IV) Sn4+ stannic Zinc Zn2+ Polyatomic cations Ammonium NH+4 Hydronium H3O+ Mercury(I) Hg2+2 mercurous

Common anions Formal name Formula Alt. name Monatomic anions Bromide Br− Carbide C− Chloride Cl− Fluoride F− Hydride H− Iodide I− Nitride N3− Phosphide P3− Oxide O2− Sulfide S2− Selenide Se2− Polyatomic anions Azide N−3 Peroxide O2−2 Triodide I−3 Oxoanions (Polyatomic ions) Carbonate CO2−3 Chlorate ClO−3 Chromate CrO2−4 Dichromate Cr2O2−7 Dihydrogen phosphate H2PO−4 Hydrogen carbonate HCO−3 bicarbonate Hydrogen sulfate HSO−4 bisulfate Hydrogen sulfite HSO−3 bisulfite Hydroxide OH− Hypochlorite ClO− Monohydrogen phosphate HPO2−4 Nitrate NO−3 Nitrite NO−2 Perchlorate ClO−4 Permanganate MnO−4 Peroxide O2−2 Phosphate PO3−4 Sulfate SO2−4 Sulfite SO2−3 Superoxide O−2 Thiosulfate S2O2−3 Silicate SiO4−4 Metasilicate SiO2−3 Aluminium silicate AlSiO−4 Anions from organic acids Acetate CH3COO− ethanoate Formate HCOO− methanoate Oxalate C2O2−4 ethanedioate Cyanide CN−