Cu excepția gazelor nobile, atomii majorității elementelor sunt instabili în condiții normale. Pentru ca ei să devină stabili, ei câștigă sau pierd unul sau mai mulți electroni de valență și devin ioni. Câștigul sau pierderea conferă ionilor fie o încărcare pozitivă sau negativă. Ionii cu o sarcină netă pozitivă sunt numiți cationi, în timp ce cei cu încărcătură negativă netă sunt anioni. Aceste încărcături opuse, denumite și atracție electrostatică, duc adesea la legături ionice între atomi sau molecule. Un superscript "-" este semnul folosit după formula chimică pentru a indica încărcături negative, în timp ce suprascripția "+" este simbolul folosit pentru formula chimică pentru a arăta o încărcare pozitivă. Exemplele acestor indicații sunt amoniacul (NH4 +), argintul (Ag +), sulfatul (SO42-) și hidroxidul (OH-). Un exemplu de legătură ionică între potasiu (K +) și clor (Cl-) este clorura de potasiu (KCI).
Ce determină pierderea sau câștigul de electroni?
Bazându-se pe poziția elementelor de pe tabelul periodic, în majoritatea cazurilor metalele alcaline și alcaline formează cationi. Pe de altă parte, halogenurile și multe alte nemetale formează anioni. Metalele alcaline pierd un electron, metalele alcaline pierd doi electroni, iar aluminiul și alte trei elemente ale grupului pierd trei electroni. Dimpotrivă, halogeni câștigă un electron; elementele grupului 6A câștigă doi electroni, în timp ce elementele grupului 5A câștigă trei electroni. Fie unul sau mai mulți atomi și molecule pot forma un anion. Dacă anionul este format de un atom, se numește anion monoatomic. Totuși, atunci când este format din doi sau mai mulți atomi sau molecule, atunci este un anion poliatomic. Pierderea unuia, a doi sau a trei electroni duce la formarea cationilor monovalenți, bivalenți și trivalenți.
Diferențele dintre un cation și un anion
Prima diferență este că anionii posedă încărcări electrice negative în timp ce cationii au sarcini electrice pozitive. În al doilea rând, în timpul electrolizei, anionii se deplasează la electrodul pozitiv, denumit anod. Cu toate acestea, cationii migrează către electrodul negativ numit catod. O altă diferență între cele două ioni este că anionii au mai mulți electroni decât protonii, în timp ce cationii au mai mulți protoni decât electronii. Apoi, există diferența care vine din cauza etimologiei cuvintelor. Anionul provine din cuvântul grecesc "ano", ceea ce înseamnă "în sus". Dimpotrivă, cationul își derivă semnificația de la un cuvânt grecesc "kata", ceea ce înseamnă "în jos." În final, anionii sunt nemetalii, în timp ce cationii sunt metale.
Aplicarea conceptului de anioni și cationi
Ionii conduc electricitatea prin lichide sau soluții. Prin urmare, anionii și cationii sunt responsabili de fenomenul fluxului de curent electric într-o celulă uscată. Curentul va curge întotdeauna în direcția sarcinii pozitive. Pe de altă parte, acesta se deplasează în direcția opusă a fluxului purtătorilor de sarcină negativi. Într-o celulă uscată, electricitatea curge din catod și curge în anod. Catodul este încărcat negativ, atrăgând încărcături pozitive. Pe de altă parte, anodul este încărcat pozitiv, atrăgând doar sarcina negativă.
