EN kation det er en kemisk art, der har en positiv ladning. Sammen med anionen danner den de to typer eksisterende ioner. Dens ladning er produktet af en mangel på elektroner i atomet, hvilket får protonerne i kernen til at udøve en større tiltrækningskraft. For hver elektron, som et neutralt atom mister, stiger den positive ladning med en enhed..
Hvis et atom mister en elektron, og derfor antallet af protoner er større end en, vil dens positive ladning være +1; hvis du mister to elektroner, vil opladningen være +2 osv. Når en kation har en +1 ladning, siges den at være monovalent; på den anden side, hvis ladningen er større end +1, siges kationen at være polyvalent.
Ovenstående billede viser kationen H3ELLER+, kaldet hydroniumion. Som det kan ses, har den næppe en afgift på +1 og er følgelig en monovalent kation.
Kationer er vigtige arter, da de udøver en elektrostatisk kraft på deres miljø og molekylerne omkring dem. De præsenterer en høj vekselvirkning med vand, en væske, der hydrerer og transporterer dem i fugtige jordarter, for senere at nå planterødderne og blive brugt til deres fysiologiske funktioner..
Artikelindeks
Det blev nævnt, at når et atom mister en elektron, udøver dets større antal protoner i forhold til elektroner en attraktiv kraft, der oversættes til en positiv ladning. Men hvordan kan tabet af elektronen opstå? Svaret afhænger af den transformation, der sker i kemiske reaktioner.
Det skal bemærkes, at tilstedeværelsen af et positivt ladet atom ikke nødvendigvis indebærer dannelsen af en kation. For at det kan betragtes som sådan, må der ikke være et atom med en negativ formel ladning, der neutraliserer det. Ellers ville der være tiltrækning og frastødning inden for den samme forbindelse, og den ville være neutral.
Elektronegative atomer tiltrækker elektroner fra deres kovalente bindinger til dem. Selvom elektronerne deles ligeligt, vil der komme et punkt, hvor de delvist vil have færre elektroner end i deres basale konfiguration; dette er dets frie atomer uden at være bundet til andre elementer.
Derefter vil disse elektronegative atomer begynde at opleve en mangel på elektroner, og med det vil protonerne i deres kerner udøve en større tiltrækningskraft; den positive formelle ladning er født. Hvis der kun er en positiv formel ladning, vil forbindelsen manifestere en samlet positiv ionisk ladning; således er kationen født.
Iltatomet i kationen H3ELLER+ Det er et trofast eksempel på ovennævnte. Ved at have tre O-H-bindinger, en mere end i vandmolekylet (H-O-H), oplever det tabet af en elektron fra dens basale tilstand. Formelle beregninger af ladning giver dig mulighed for at bestemme, hvornår dette sker.
Hvis der antages dannelse af en anden O-H-binding et øjeblik, opnås den divalente kation H4ELLERto+. Bemærk, at den divalente ladning oven på kationen er skrevet som følger: nummer efterfulgt af '+' symbolet; på samme måde fortsætter vi med anionerne.
Metaller er kationdannere par excellence. Imidlertid kan ikke alle danne kovalente bindinger (eller i det mindste rent kovalente). I stedet mister de elektroner for at etablere ionbindinger: en positiv ladning tiltrækker en negativ, der holdes sammen af fysiske kræfter..
Derfor mister metaller elektroner for at gå fra M til M.n+, hvor n det er normalt lig med antallet af sin gruppe på det periodiske system; selvom n det kan tage flere heltalværdier, hvilket især er tilfældet med overgangsmetaller. Dette tab af elektroner finder sted i en type kemisk reaktion kaldet oxidation..
Metaller oxiderer, mister en elektron, antallet af protoner i deres atomer overstiger antallet af elektroner og udviser derfor en positiv ladning. For at oxidation skal forekomme, skal der være et oxidationsmiddel, der reducerer eller vinder de elektroner, der er tabt af metaller. Oxygen er det bedst kendte oxidationsmiddel af alle.
Nedenfor er forskellene mellem en kation og anion:
-Kationen er generelt mindre end anionen. Billedet ovenfor viser, hvordan Mgs atomare radius reduceres ved at miste to elektroner og blive Mg-kationen.to+; det modsatte sker med anioner: de bliver mere voluminøse.
-Det har flere protoner end elektroner, mens anionen har flere elektroner end protoner..
-Da den er mindre, er dens ladningstæthed højere, og derfor har den en større polariserende kraft; det vil sige, det deformerer elektronskyerne i de nærliggende atomer.
-En kation bevæger sig i samme retning som det påførte elektriske felt, mens anionen bevæger sig i den modsatte retning.
De monatomiske kationer kommer hovedsageligt fra metaller (med visse undtagelser, såsom H.+). Af resten er det ekstremt sjældent at overveje en kation afledt af et ikke-metallisk element.
Det vil ses, at mange af dem er forskellige eller polyvalente, og at størrelsen af deres ladninger stemmer overens med antallet af deres grupper i det periodiske system..
-Li+
-Na+
-K+
-Rb+
-Cs+
-Fr+
-Ag+
Alle har til fælles ladningen '1+', som er skrevet uden behov for at anføre nummeret, og kommer også fra gruppe 1: alkalimetallerne. Desuden er der kationen Ag+, et af de mest almindelige overgangsmetaller.
-Væreto+
-Mgto+
-ACto+
-Hrto+
-Bato+
-Rato+
Disse divalente kationer stammer fra deres respektive metaller, der tilhører gruppe 2: jordalkalimetaller..
-Til3+
-Ga3+
-I3+
-Tl3+
-Nh3+
Trivalente kationer af boregruppen.
Indtil videre er eksemplerne blevet karakteriseret som at have en enkelt valens eller ladning. Andre kationer udviser mere end en valens eller positiv oxidationstilstand:
-Snto+
-Sn4+ (tin)
-Coto+
-Co3+ (kobolt)
-Au+
-Au3+ (guld)
-Troto+
-Tro3+ (jern)
Og andre metaller, som mangan, kan have endnu flere valenser:
-Mnto+
-Mn3+
-Mn4+
-Mn7+
Jo højere opladning, jo mindre og mere polariserende kation..
Uden at gå i organisk kemi er der uorganiske og polyatomiske kationer, der er meget almindelige i det daglige liv; såsom:
-H3ELLER+ (hydronium, allerede nævnt).
-NH4+ (ammonium).
-IKKEto+ (nitronium, til stede i nitreringsprocesser).
-PH4+ (phosphonium).
Endnu ingen kommentarer