أنواع الأيونات

الأيونات عبارة عن تفاعلات قوية بين الذرات التي تحمل شحنات كهربائية، سواء كانت موجبة أو سالبة. تنتج هذه الشحنات عن خلل في عدد الإلكترونات والبروتونات الموجودة في الذرة. ويحدث ذلك لأن الذرات تسعى إما إلى فقدان أو اكتساب إلكترونات بما يتناسب مع الذرات الأخرى، مما يؤدي إلى تبادل الإلكترونات للوصول إلى حالة الاستقرار في مدارها الخارجي. ينتج عن هذا التفاعل نوعين أساسيين من الأيونات، كما يلي:

أيونات موجبة الشحنة

الكاتيونات هي أيونات تحتوي على بروتونات أكثر من الإلكترونات. يتم إنشاء هذه الأيونات من خلال فقدان الذرة لإلكترون واحد أو أكثر من مداراتها الخارجية حتى تصل إلى التوازن. على هذا النحو، يمكن لهذه العملية أن تنتج شحنة موجبة واحدة (+1) أو أكثر، اعتمادًا على عدد الإلكترونات المفقودة.

يتم وضع كمية شحنة الأيون بعد رمزه الكيميائي؛ على سبيل المثال، يشير أيون الفضة (Ag+) إلى فقدان إلكترون واحد، بينما يشير أيون الزنك (Zn+2) إلى فقدان إلكترونين.

يمكن تمييز العناصر التي تميل إلى تكوين أيونات موجبة من الجدول الدوري، حيث أن الفلزات القلوية والفلزات القلوية الترابية، وكذلك الحديد والفضة والنيكل، غالبًا ما تشكل أيونات موجبة.

الأيونات السالبة

الأيونات السالبة هي الأيونات التي تحتوي على إلكترونات أكثر من البروتونات. وتتكون هذه الأيونات عن طريق اكتساب إلكترون أو أكثر من الذرات الأخرى لتكمل مداراتها الخارجية بالإلكترونات اللازمة لتحقيق التوازن. وبالتالي، يمكن لهذه العملية أن تنتج شحنة سالبة واحدة (-1) أو أكثر، اعتمادًا على عدد الإلكترونات المكتسبة.

توضع الشحنة السالبة للأيون بعد الرموز الكيميائية، كما هو الحال مع أيون الكلور (Cl-) الذي اكتسب إلكترونًا واحدًا ليصبح له شحنة سالبة واحدة، أو أيون الأكسجين (O-2) الذي اكتسب إلكترونين أن يكون للإلكترونات شحنتان سالبتان. وتتكون الأيونات السالبة عادة من الهالوجينات والعناصر غير المعدنية مثل الأكسجين والكربون والكبريت حسب الجدول الدوري.

أهمية الأيونات

للأيونات أهمية كبيرة في حياتنا اليومية بسبب خصائصها الفريدة التي يمكن الاستفادة منها. على سبيل المثال، تُستخدم الأيونات في البطاريات، التي تحتوي على قطبين موصلين للكهرباء وسائل هلامي مملوء بالأيونات. التفاعل بين الأقطاب الكهربائية والسائل يؤدي إلى توليد إمكانات كهربائية. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم الأيونات في عمليات التبادل الأيوني الكروماتوغرافي لفصل الجزيئات بناءً على خواصها الكيميائية.