カチオンとアニオン

カチオンとアニオンはイオンの一種であり、化学結合を通じて電子を獲得または失った原子です。

同じ数の陽子（正電荷）と電子（負電荷）を持つ原子は、電気的に中性であるとみなされます。この原子が電子を受け取るか、電子を渡すと、それはイオンと呼​​ばれるようになり、次のようになります。

カチオンは、電子よりも陽子の方が多いため、正の電荷を持つ原子です。

アルカリ金属 (リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウム) は、価殻に電子が 1 つしかないため、カチオンを形成する傾向があります。これは、この電子を除去するのに必要なエネルギーが非常に低く、これらの元素の反応性が非常に高いことを意味します。

カチオンは、元素名の後に記号 ⁺ を付けて表します。失われた電子の数はカチオンの種類を示します。

カチオンの種類は、 ⁺ 記号の数によっても識別できます。したがって、 ⁺ のみで表される元素は 1 価のカチオンであり、 ⁺⁺⁺ で表される元素は 3 価のカチオンです。

アニオンは、プロトンよりも多くの電子を持っているため、マイナスの電荷を持つ原子です。窒素、カルコゲン、ハロゲン族の元素は電子を受け取りやすいため、陰イオンを形成する傾向があります。

陰イオンは、元素名の後に記号 ^– を付けて表します。受け取った電子の数は、陰イオンの種類を示します。

カチオンと同様に、アニオンも ^– 記号の数によって識別できます。したがって、 ^– のみで表される元素は1価のアニオン、 ^— で表される元素は2価のアニオンとなります。

イオン結合または電子結合は、カチオンとアニオンの間に発生する結合です。

元素は、最後のエネルギー殻に 8 個の電子が含まれるように、電子を受け入れたり、放棄したり、共有したりできます。これは オクテット理論 として知られています。

オクテット理論によると、原子価殻 (最後の電子殻) に 8 個の電子がある場合、原子は安定する傾向があります。したがって、カチオンは正に帯電しているため、負に帯電しているアニオンと結合します。このようにして、原子はバランスを保つために電子を放棄したり受け入れたりします。

カチオンとアニオンの間に形成される結合は非常に強力で、次のような特性を持つ傾向があります。

イオン結合により、Na ⁺ (ナトリウム陽イオン) + Cl ^– (塩化物陰イオン) → NaCl という結合によって形成される塩化ナトリウム (食塩) などのイオン性化合物が生じます。

イオン性化合物の例としては、次のようなものがあります。

化学エネルギー も参照してください。