- Kako nastaje kation?
- Formalni prijenosi i više veza
- Oksidacija
- Razlike s anionom
- Primjeri najčešćih kationa
- Monatomic
- poliatomske
- Reference
Kation je kemijska vrsta koja ima pozitivan naboj. On zajedno s anionom tvori dvije vrste postojećih iona. Njeno naelektrenje produkt je nedostatka elektrona u atomu, zbog čega protoni u jezgru pokazuju veću privlačnost. Za svaki elektron koji neutralni atom izgubi, pozitivni naboj raste za jednu jedinicu.
Ako atom izgubi elektron, a samim tim je broj protona veći od jedan, tada će njegov pozitivni naboj biti +1; ako izgubite dva elektrona, naboj će biti +2, i tako dalje. Kada kation ima naboj +1, kaže se da je monovalentan; s druge strane, ako je navedeni naboj veći od +1, za kation se kaže da je polivalentan.
Hidronijev ion, jedan od najjednostavnijih kationa. Izvor: Gabriel Bolívar.
Slika gore prikazuje kation H 3 O +, nazvan hydronium ion. Kao što se vidi, jedva ima naboj +1, što je posljedica monovalentnog kationa.
Kationi su važna vrsta, jer vrše elektrostatičku silu na svoje okruženje i molekule oko njih. Predstavljaju visoku interakciju s vodom, tekućinom koja ih hidratizira i transportira po vlažnim tlima, da bi kasnije stigli do korijena biljaka i iskoristili se za svoje fiziološke funkcije.
Kako nastaje kation?
Spomenuto je da kad atom izgubi elektron, njegov veći broj protona, u odnosu na elektrone, pokazuje privlačnu silu koja se pretvara u pozitivan naboj. Ali kako može doći do gubitka elektrona? Odgovor ovisi o transformaciji koja se događa u kemijskim reakcijama.
Treba napomenuti da prisutnost pozitivno nabijenog atoma ne znači nužno i stvaranje kationa. Da bi se moglo smatrati takvim, ne smije postojati atom s negativnim formalnim nabojem koji ga neutralizira. U suprotnom bi se unutar istog spoja pojavila privlačnost i odbojnost i bilo bi neutralno.
Formalni prijenosi i više veza
Elektronegativni atomi privlače elektrone iz svojih kovalentnih veza za njih. Čak i ako se elektroni dijele podjednako, doći će do točke u kojoj će djelomično imati manje elektrona nego u svojoj bazalnoj konfiguraciji; to je onaj njegovih slobodnih atoma bez vezivanja za druge elemente.
Tada će ovi elektronegativni atomi početi iskusiti manjak elektrona, a s njom će protoni njihovih jezgara pokazati veću silu privlačenja; rađa se pozitivni formalni naboj. Ako postoji samo jedan pozitivan formalni naboj, spoj će očitovati ukupni pozitivni ionski naboj; tako nastaje kation.
Atom kisika kationa H 3 O + je vjerna primjer gore navedenog. Posjedujući tri OH veze, jednu više nego u molekuli vode (HOH), doživljava gubitak elektrona iz bazalnog stanja. Formalni izračuni punjenja omogućuju vam da odredite kada se to događa.
Ako se pretpostavlja stvaranje drugog OH veze na trenutak kation H dvovalentni 4 O 2+ se dobije. Imajte na umu da je dvovalentni naboj na vrhu kationova napisan kako slijedi: broj iza kojega slijedi simbol '+'; na isti način postupamo s anionima.
Oksidacija
Metali su tvornica kationova par excellence. Međutim, ne mogu svi formirati kovalentne (ili barem čisto kovalentne) veze. Umjesto toga, oni gube elektrone da uspostave ionske veze: pozitivan naboj privlači negativan, koji ih drži fizička sila.
Zbog toga metali gube elektrone koji idu iz M u M n +, gdje je n obično jednak broju njegove skupine na periodičnoj tablici; iako n može uzeti nekoliko cjelobrojnih vrijednosti, što je posebno slučaj s prijelaznim metalima. Taj se gubitak elektrona događa u vrsti kemijske reakcije koja se naziva oksidacija.
Metali oksidiraju, gube elektron, broj protona u njihovim atomima prelazi broj elektrona i, prema tome, pokazuju pozitivan naboj. Da bi došlo do oksidacije, mora postojati sredstvo za oksidaciju, koje smanjuje ili dobija elektrone koje su izgubili metali. Kisik je najbolje poznato oksidacijsko sredstvo od svih.
Razlike s anionom
Stiskanje atomskog radijusa u kationu. Izvor: Gabriel Bolívar.
Razlike između kationa i aniona navedene su u nastavku:
-Kation je općenito manji od aniona. Slika iznad pokazuje kako se atomski polumjer Mg smanjuje gubitkom dva elektrona i postajući kation Mg 2+; kod aniona se događa suprotno: oni postaju voluminozniji.
-Ima više protona nego elektrona, dok anion ima više elektrona nego protona.
- Što je manja, gustoća naboja je veća, pa stoga ima veću polarizacijsku snagu; to jest, deformira elektronske oblake susjednih atoma.
-Kation se kreće u istom smjeru kao i primijenjeno električno polje, dok se anion kreće u suprotnom smjeru.
Primjeri najčešćih kationa
Monatomic
Monatomski kationi uglavnom potječu od metala (uz određene iznimke, poput H +). Od ostalih, izuzetno je rijetko uzeti u obzir kation izveden iz nemetalnog elementa.
Vidjet će se da su mnogi od njih dvostruki ili polivalentni i da se veličine njihova naboja podudaraju s brojem njihovih skupina u periodičnoj tablici.
-Li +
-Na +
-K +
-Rb +
-Cs +
-Fr +
-Ag +
Svima je zajedničko naboj '1+', koji je napisan bez potrebe za unosom broja, a također potječu iz skupine 1: alkalni metali. Osim toga, tu je i Ag + kation, jedan od najčešćih prijelaznih metala.
-Bez 2+
-Mg 2+
-Ca 2+
-Sr 2+
-Ba 2+
-Ra 2+
Ovi dvovalentni kationi izvedeni su iz njihovih metala iz skupine 2: zemnoalkalnih metala.
-U 3+
-Ga 3+
-U 3+
-Tl 3+
-Nh 3+
Trovalentni kationi skupine bora.
Do sada su primjeri karakterizirani kao da imaju jedinstvenu valentnost ili naboj. Ostali kationi pokazuju više od jednog valentnog ili pozitivnog oksidacijskog stanja:
-Sn 2+
-Sn 4+ (kositar)
-Co 2+
-Co 3+ (kobalt)
-Au +
-Au 3+ (zlato)
-Fe 2+
-Fe 3+ (željezo)
I drugi metali, poput mangana, mogu imati još više hrabrosti:
-Mn 2+
-Mn 3+
-Mn 4+
-Mn 7+
Što je naboj veći, to je manji i polarizirajući kation.
poliatomske
Ne ulazeći u organsku kemiju, postoje anorganski i poliatomski kationi koji su vrlo uobičajeni u svakodnevnom životu; kao što su:
H 3 O + (hydronium već spomenuto).
-NH 4 + (amonijak).
-NO 2 + (Nitronij, prisutna u nitriranja postupcima).
-Ph 4 + (fosfonij).
Reference
- Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Kemija. (8. izd.). CENGAGE Učenje.
- Helmenstine, Anne Marie, dr. Sc. (05. svibnja 2019.). Definicija i primjeri kationa. Oporavilo od: misel.com
- Wyman Elizabeth. (2019). Kation: definicija i primjeri. Studija. Oporavilo od: study.com
- Lutke. (2019). Pozitivni i negativni ioni: kationi i anioni. Oporavilo od: dummies.com
- Wikipedia. (2019). Kation. Oporavilo sa: es.wikipedia.org