أنواع مختلفة من الأيونات

أنواع الأيونات

الأيونات هي ذرات عالية التفاعل تحمل شحنات كهربائية، سواء كانت موجبة أو سالبة، نتيجة عدم توازن عدد الإلكترونات والبروتونات فيها. تعود هذه الحالة إلى ميل الذرة إما لفقدان أو اكتساب الإلكترونات من ذرات أخرى، مما يؤدي إلى انتقال الإلكترونات بينها في سبيل تحقيق حالة من الاستقرار في مداراتها. وبالتالي، يتم تصنيف الأيونات إلى نوعين رئيسيين كما يلي:

الأيونات ذات الشحنات الموجبة

يشار إلى الأيونات ذات الشحنات الموجبة (بالإنجليزية: Cations) بأنها تلك التي تحتوي على عدد بروتونات أكبر من عدد الإلكترونات. وتنتج هذه الأيونات عندما تفقد الذرة إلكتروناً أو أكثر من مدارها الخارجي حتى تصل إلى حالة من الاتزان. ومن ثم، يمكن أن تتشكل شحنة موجبة واحدة (+1) أو أكثر حسب عدد الإلكترونات التي فقدتها.

يتم وضع قيمة الشحنة بعد الرمز الكيميائي للأيون، على سبيل المثال، أيون الفضة ورمزه الكيميائي مع شحنته (+Ag) يدل على أنه فقد إلكتروناً واحداً، مما أسفر عن تشكيل شحنة موجبة واحدة. أو كما هو الحال في أيون الزنك ورمزه الكيميائي مع شحنته (Zn+2)، حيث فقد إلكترونين.

يمكن تحديد العناصر التي تميل لتشكيل أيونات موجبة من خلال الجدول الدوري، حيث تُعتبر الفلزات القلوية والفلزات القلوية الأرضية، بالإضافة إلى الحديد، الفضة، والنيكل، من العناصر التي تشكل دائماً أيونات موجبة.

الأيونات ذات الشحنات السالبة

تعرف الأيونات ذات الشحنات السالبة (بالإنجليزية: Anions) بأنها الأيونات التي تحتوي على عدد إلكترونات يفوق عدد البروتونات. تتكون هذه الأيونات نتيجة اكتساب الذرة لإلكترون أو أكثر من ذرات أخرى، مما يساعدها على إكمال مداراتها الأخيرة بالعدد المطلوب من الإلكترونات لأجل تحقيق الاستقرار. وبالتالي، يمكن أن تنتج شحنة سالبة واحدة (-1) أو أكثر، حسب عدد الإلكترونات التي تم اكتسابها.

تدرج الشحنة بعد الرمز الكيميائي للأيون، كما هو الحال في أيون الكلور (Cl-) الذي اكتسب إلكتروناً واحداً، مما أدى إلى تكون شحنة سالبة واحدة، أو أيون الأكسجين (O-2) الذي اكتسب إلكترونين ما أسفر عن توليد شحنتين سالبين. الأيونات السالبة تتشكل بشكل رئيسي من خلال الهالوجينات وعناصر اللافلزات مثل الأكسجين، الكربون، والكبريت.

أهمية الأيونات

تحظى الأيونات بأهمية كبيرة في حياتنا بفضل خصائصها الفريدة التي تتيح لنا الاستفادة منها في تطبيقات متعددة. على سبيل المثال، تُستخدم الأيونات في البطاريات إذ تحتوي هذه الأخيرة على قطبين موصلين مع سائل هلامي يحتوي على أيونات. نتيجة التفاعل بين هذه الأقطاب والسوائل، يتم توليد تيار كهربائي. كما تُستخدم الأيونات أيضاً في عملية التبادل الأيوني الكروماتوغرافي، التي تُعنى بفصل الجزيئات بناءً على خصائصها.