آشنایی با انواع یون و روش تشکیل آنها

یون‌ ها گونه‌ های باردار شیمیایی هستند با بار مثبت یا منفی هستند. یون با بار مثبت را پروتون و یونی با بار منفی را الکترون می نامند. پروتون به عنوان کاتیون نیز شناخته می شود، در حالی که می توانید الکترون را آنیون بنامید. اتم هایی که تمایل به تشکیل کاتیون دارند عموماً به عنوان فلز شناخته می شوند، در حالی که اتم هایی که تمایل به تشکیل آنیون دارند، نافلز نامیده می شوند. به عنوان یک واقعیت پذیرفته شده جهانی، یون های بارهای مخالف همیشه یکدیگر را جذب می کنند. به عبارت ساده یون را می توان به عنوان یک یا گروهی از اتم باردار توصیف کرد.تاریخچه یون هادر سال 1830، یون ها برای نخستین بار توسط مایکل فارادی معرفی شدند. او یون ها را به عنوان اتم های با بار الکتریکی یا خانواده ای از اتم ها توصیف کرد که به سمت کاتد یا آند حرکت می کنند. بعدها، در سال 1884 آرنیوس مکانیسم یون‌ ها را در آزمایش خود پیشنهاد داد. او در سال 1903 برنده جایزه نوبل شد.تعریف یون هایک یون در اثر از دست دادن یا جذب الکترون تشکیل می شود. بنابراین حاوی تعداد نامساوی الکترون و پروتون است. برخی از نمونه های رایج یون ها عبارتند از: یون سدیم (Na⁺)، یون منیزیم (Mg²⁺)، یون کلرید (Cl⁻) و یون اکسید (O²⁻).اگر یک یون تنها از یک نوع اتم تشکیل شده باشد به عنوان یون تک اتمی نامیده می شود. اگر از دو یا چند اتم مختلف تشکیل شود یون های مولکولی یا چند اتمی نامیده می شوند.انواع یون هاکاتیون یا یون با بار مثبت:اگر یک یون دارای بار مثبت باشد، مانند یون مس، Cu²⁺ و غیره، کاتیون نامیده می ‌شوند. کاتیون با از دست دادن یک یا چند الکترون توسط یک اتم ایجاد می ‌شود. به عنوان مثال، یک اتم سدیم یک الکترون را رها می کند تا یک یون سدیم، Na⁺، که یک کاتیون است، تشکیل دهد.از آنجایی که کاتیون با حذف یک یا چند الکترون از یک اتم تشکیل می شود، به این معنی است که در مقایسه با اتم خود تعداد الکترون کمتری دارد. به عبارت دیگر، یک کاتیون دارای الکترون کمتری نسبت به پروتون است.آنیون یا یون با بار منفی:یون های فلوراید، F⁻ یا یون سولفید، S²⁻، آنیون نامیده می شوند زیرا یون هایی با بار منفی هستند. یک آنیون با افزایش یک یا چند الکترون به اتم ایجاد می شوند. به عنوان مثال، یک اتم کلر یک الکترون به دست می آورد تا یک یون کلرید، Cl⁻، که یک آنیون است، تشکیل دهد.از آنجایی که یک آنیون با افزودن یک یا چند الکترون به اتم ایجاد می شود یک آنیون در مقایسه با یک اتم معمولی الکترون بیشتری دارد. به عبارت دیگر، یک آنیون دارای الکترون بیشتری نسبت به پروتون است.روش تشکیل کاتیون هااگر عنصری دارای 1، 3 یا 2 الکترون در بیرونی ترین پوسته خود باشد، در آن صورت، تمایل به از دست دادن آنها برای رسیدن به پیکربندی اکتت پایدار دارد. از دست دادن الکترون منجر به تشکیب کاتیون ها می شود. معمولاً فلزات دارای 3، 1 یا 2 الکترون در لایه ظرفیت خود هستند. بنابراین، فلزات برای رسیدن به یون ها یا کاتیون های دارای بار مثبت، الکترون خود را از دست می دهند.برای نمونه، پتاسیم، سدیم، کلسیم، منیزیم، آلومینیوم و غیره همه فلزاتی هستند که می توانند الکترون های ظرفیت خود را برای رسیدن به حالت کاتیونی اهدا کنند.روش تشکیل آنیوناگر عنصری دارای 5، 6 یا 7 الکترون در بیرونی ترین پوسته خود باشد، در آن صورت، تمایل دارد الکترون به دست آورد تا به پیکربندی اکتت پایدار برسد. معمولاً غیر فلزات دارای 5، 6 یا 7 الکترون در لایه ظرفیتی خود هستند. بنابراین، غیر فلزات برای تشکیل یون الکترون جذب می کنند.برای نمونه، کلر، فلوئور، ید، برم، گوگرد، اکسیژن، نیتروژن و غیره همه غیر فلزاتی هستند که می توانند الکترون ها را در لایه ظرفیتی خود بپذیرند تا به حالت آنیونی برسند.کاربرد یون هاخواص یون ها باعث کاربردهای تحقیقاتی، خانگی و صنعتی بسیاری شده است. چند نمونه در زیر آورده شده است.در الکترولیز، جریان از محلول حاوی یون عبور می کند.بسیاری از آشکار سازهای دود دارای یک محفظه یونیزاسیون هستند که با قطع جریان و زنگ هشدار را به صدا در می آورد.پدیده تبادل یونی برای تصفیه آب استفاده می شود. شیمیدانان و بیوشیمی دانان از روش های کروماتوگرافی تبادل یونی برای جداسازی رنگدانه ها، مخلوط پروتئین ها و سایر مواد شیمیایی که بارهای الکتریکی را حمل می کنند، استفاده می کنند.