Ión (častica)

Ión je elektricky nabitá častica, ktorá vzniká z elektricky neutrálneho atómu alebo molekuly pridaním resp. ubraním elektrónov pri ponechaní pôvodného počtu protónov.

Graficky znázornený katión a anión

Ak atóm odovzdá elektrón, stáva sa katiónom (kladným iónom). Ak je počet elektrónov vyšší ako počet protónov, atóm sa mení na anión (záporný ión). V prípade viacatómových aniónov, ktoré vo svojej štruktúre obsahujú kyslík (napr. uhličitany, sírany, atď.), sa takéto anióny nazývajú oxoanióny.

Ióny sa označujú zapísaním chemickej značky častice (prvku, alebo molekuly), pričom veľkosť náboja sa uvedie ako horný index vpravo od zápisu značky: Al³⁺, Cl⁻, SO₄²⁻, Co²⁺, [Fe(CN)₆]³⁻...

V astrofyzike sa na označenie stupňa kladnej ionizácie atómu prvku používajú rímske číslice za symbolom chemického prvku, pričom I označuje neutrálny atóm, II 1x, III 2x ionizovaný atóm, napr. H I je neutrálny vodík, He II 1x ionizované hélium, N III 2x ionizovaný dusík (dva odtrhnuté elektróny) atď.

Vznik iónov

Bližšie informácie v článkoch: Ionizačná energia a Elektrónová afinita

Na odtrhnutie elektrónu z valenčnej vrstvy je potrebné určité množstvo energie, ktorá sa nazýva ionizačná (E_I). Jej hodnota nie je konštantná, závisí od prvku a od toho, o koľký odtrhnutý elektrón v poradí ide (následne sa označuje ako prvá, druhá, n-tá ionizačná energia). Hodnota ionizačnej energie sa mení s postavením prvku v periodickej tabuľke, prvky ležiace vľavo majú hodnoty ionizačných energií nízke, prvky ležiace vpravo naopak vysoké. Taktiež klesá so vzrastajúcou periódou, v ktorej sa nachádza prvok a naopak.

Z toho vyplýva, že najnižšiu hodnotu ionizačnej energie (ide o prvé ionizačné energie) má cézium – 375 kJ/mol (ak nerátame rádioaktívne a umelo pripravené prvky) a najvyššiu fluór – 1 681 kJ/mol (opäť nie sú brané do úvahy vzácne plyny). Čiže cézium najochotnejšie elektróny odovzdáva, naopak fluór najmenej ochotne. Všeobecne sa dá povedať, že kovy majú nižšie ionizačné energie ako nekovy.

Opačný proces prijímania elektrónu atómom sa vyjadruje pomocou elektrónovej afinity (E_ea), čo je energia ktorá sa uvoľní pri prijatí elektrónu prvkom a prechode z neutrálneho stavu do záporného.

Stabilita iónov

Samotné ióny nie sú stabilné a snažia sa dostať do elektricky neutrálneho stavu. Ich existencia môže byť udržiavaná vysokou teplotou (napr. v plazme), prípadne stabilizovaním v roztoku (napr. vodné roztoky solí). Dôkazom existencie iónov je elektrická vodivosť plazmy, resp. roztokov.

Pozri aj

Chemický portál

• Iónová väzba
• Katión
• Anión