- Bagaimana kation dibentuk?
- Muat naik rasmi dan lebih banyak pautan
- Pengoksidaan
- Perbezaan dengan anion
- Contoh kation yang paling biasa
- Monatom
- Polyatom
- Rujukan
A kation adalah spesies kimia yang mempunyai cas positif. Ia membentuk bersama dengan anion dua jenis ion yang ada. Casnya adalah produk dari kekurangan elektron dalam atom, yang menyebabkan proton dalam nukleus memberikan daya tarikan yang lebih besar. Untuk setiap elektron yang kehilangan atom neutral, cas positif meningkat sebanyak satu unit.
Sekiranya atom kehilangan elektron, dan oleh itu bilangan proton lebih besar daripada satu, maka muatan positifnya adalah +1; jika anda kehilangan dua elektron, cas akan menjadi +2, dan seterusnya. Apabila kation mempunyai caj +1, ia dikatakan monovalen; sebaliknya, jika cas tersebut lebih besar daripada +1, kation tersebut dikatakan berpolivalen.
Ion hidronium, salah satu kation paling ringkas. Sumber: Gabriel Bolívar.
Gambar di atas menunjukkan kation H 3 O + , yang disebut ion hidronium. Seperti yang dapat dilihat, ia hampir tidak mempunyai muatan +1, akibatnya menjadi kation monovalen.
Kation adalah spesies penting, kerana mereka menggunakan daya elektrostatik pada persekitaran mereka dan molekul di sekitarnya. Mereka memberikan interaksi yang tinggi dengan air, cairan yang menghidrat dan mengangkutnya di tanah lembap, untuk kemudian sampai ke akar tanaman dan digunakan untuk fungsi fisiologi mereka.
Bagaimana kation dibentuk?
Telah disebutkan bahawa apabila atom kehilangan elektron, jumlah protonnya yang lebih besar, sehubungan dengan elektron, menggunakan daya yang menarik yang berubah menjadi muatan positif. Tetapi bagaimana kehilangan elektron boleh berlaku? Jawapannya bergantung pada transformasi yang berlaku dalam tindak balas kimia.
Perlu diperhatikan bahawa kehadiran atom bermuatan positif tidak semestinya menunjukkan pembentukan kation. Agar dapat dianggap seperti itu, tidak boleh ada atom dengan muatan formal negatif yang meneutralkannya. Jika tidak, akan ada daya tarikan dan tolakan dalam sebatian yang sama dan akan menjadi neutral.
Muat naik rasmi dan lebih banyak pautan
Atom elektronegatif menarik elektron dari ikatan kovalennya kepada mereka. Walaupun elektron dibahagi sama, akan ada titik di mana mereka sebahagiannya mempunyai lebih sedikit elektron daripada pada konfigurasi basalnya; ini adalah atom bebasnya tanpa terikat dengan unsur lain.
Kemudian, atom elektronegatif ini akan mula mengalami kekurangan elektron, dan dengan itu, proton inti mereka akan menggunakan daya tarikan yang lebih besar; cas formal positif lahir. Sekiranya hanya ada satu muatan formal positif, sebatian tersebut akan menunjukkan muatan ion positif keseluruhan; oleh itu kation dilahirkan.
Atom oksigen kation H 3 O + adalah contoh setia di atas. Dengan mempunyai tiga ikatan OH, satu lagi daripada molekul air (HOH), ia mengalami kehilangan elektron dari keadaan asasnya. Pengiraan caj formal membolehkan anda menentukan bila ini berlaku.
Sekiranya pembentukan ikatan OH lain diasumsikan sebentar, kation divalen H 4 O 2+ akan diperoleh . Perhatikan bahawa caj divalen di atas kation ditulis seperti berikut: nombor diikuti dengan simbol '+'; dengan cara yang sama kita meneruskan anion.
Pengoksidaan
Logam adalah pembentuk kation. Walau bagaimanapun, tidak semuanya dapat membentuk ikatan kovalen (atau sekurang-kurangnya kovalen semata-mata). Sebaliknya, mereka kehilangan elektron untuk mewujudkan ikatan ion: cas positif menarik yang negatif, dipegang oleh kekuatan fizikal.
Oleh itu, logam kehilangan elektron untuk pergi dari M ke M n + , di mana n biasanya sama dengan bilangan kumpulannya pada jadual berkala; walaupun n boleh mengambil beberapa nilai integer, yang terutama berlaku pada logam peralihan. Kehilangan elektron ini berlaku dalam sejenis tindak balas kimia yang disebut pengoksidaan.
Logam mengoksidakan, kehilangan elektron, bilangan proton dalam atomnya melebihi elektron, dan akibatnya menunjukkan muatan positif. Agar pengoksidaan berlaku, mesti ada agen pengoksidaan, yang mengurangkan atau memperoleh elektron yang hilang oleh logam. Oksigen adalah agen pengoksidaan yang paling terkenal.
Perbezaan dengan anion
Pengecutan jejari atom dalam kation. Sumber: Gabriel Bolívar.
Perbezaan antara kation dan anion disenaraikan di bawah:
-Cation pada umumnya lebih kecil daripada anion. Gambar di atas menunjukkan bagaimana jejari atom Mg dikurangkan dengan kehilangan dua elektron dan menjadi kation Mg 2+ ; sebaliknya berlaku dengan anion: ia menjadi lebih besar.
-Ini mempunyai lebih banyak proton daripada elektron, sedangkan anion mempunyai lebih banyak elektron daripada proton.
-Secara lebih kecil, ketumpatan casnya lebih tinggi, dan oleh itu ia mempunyai daya polarisasi yang lebih besar; iaitu, deformasi awan elektron atom jiran.
-Kation bergerak ke arah yang sama dengan medan elektrik yang digunakan, sementara anion bergerak ke arah yang bertentangan.
Contoh kation yang paling biasa
Monatom
Kation monatomik kebanyakannya berasal dari logam (dengan pengecualian tertentu, seperti H + ). Selebihnya, sangat jarang untuk mempertimbangkan kation yang berasal dari unsur bukan logam.
Ini akan dilihat bahawa banyak dari mereka berada di dalam atau polyvalent, dan besarnya caj mereka setuju dengan jumlah kumpulan mereka dalam jadual berkala.
-Li +
-Na +
-K +
-Rb +
-Cs +
-Fr +
-Ag +
Mereka semua mempunyai persamaan dengan caj '1+', yang ditulis tanpa perlu memasukkan nombor, dan juga berasal dari kumpulan 1: logam alkali. Selain itu, terdapat kation Ag + , salah satu logam peralihan yang paling biasa.
-Boleh 2+
-Mg 2+
-Ca 2+
-Sr 2+
-Ba 2+
-Ra 2+
Kation divalen ini berasal dari logam masing-masing yang tergolong dalam kumpulan 2: logam bumi alkali.
-Pada 3+
-Ga 3+
-Dalam 3+
-Tl 3+
-Nh 3+
Kation separa kumpulan boron.
Sejauh ini contoh-contohnya telah dicirikan sebagai satu valensi atau cas. Kation lain menunjukkan lebih daripada satu keadaan valensi atau pengoksidaan positif:
-Sn 2+
-Sn 4+ (timah)
-Co 2+
-Co 3+ (kobalt)
-Au +
-Au 3+ (emas)
-Fe 2+
-Fe 3+ (besi)
Dan logam lain, seperti mangan, boleh mempunyai lebih banyak valensi:
-Mn 2+
-Mn 3+
-Mn 4+
-Mn 7+
Semakin tinggi casnya, semakin kecil dan semakin polarisasi kation tersebut.
Polyatom
Tanpa memasuki kimia organik, terdapat kation anorganik dan polyatom yang sangat biasa dalam kehidupan seharian; seperti:
-H 3 O + (hidronium, sudah disebutkan).
-NH 4 + (ammonium).
-NO 2 + (nitronium, terdapat dalam proses nitrasi).
-PH 4 + ( fosfonium ).
Rujukan
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia. (Edisi ke-8.) Pembelajaran CENGAGE.
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (05 Mei 2019). Definisi dan Contoh Kation. Dipulihkan dari: thinkco.com
- Wyman Elizabeth. (2019). Kation: Definisi & Contoh. Kaji. Dipulihkan dari: study.com
- Dummies. (2019). Ion positif dan negatif: kation dan anion. Dipulihkan dari: dummies.com
- Wikipedia. (2019). Kation. Dipulihkan dari: es.wikipedia.org