יון

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

ערך זה עוסק במונח בכימיה. אם התכוונתם לפירושים אחרים של המילה "יון", ראו יון (פירושונים).

יון (בלועזית: Ion, מיוונית עתיקה: ἰόν, "מתקדם"; "נע") הוא אטום או מולקולה, הנושאים מטען חשמלי כיוון שכמות האלקטרונים בהם שונה מכמות הפרוטונים. זאת בשונה מאטום נייטרלי, שבו כמות האלקטרונים והפרוטונים שווה.

ביון חיובי, כמות האלקטרונים קטנה מכמות הפרוטונים. הוא נקרא קטיון מפני שהוא נמשך לקתודה (האלקטרודה השלילית). ביון שלילי, כמות האלקטרונים גדולה מכמות הפרוטונים, והוא נקרא אניון מפני שהוא נמשך לאנודה (האלקטרודה החיובית). תהליך הוצאת אלקטרון מאטום, היוצר קטיון, נקרא יינון. התהליך ההפוך, הוספת אלקטרון לאטום היוצרת אניון, נקרא זיקה אלקטרונית.

תוכן עניינים 1 תרכובות יוניות 1.1 תרכובות של יונים חד אטומיים 1.2 תרכובות של יונים הבנויים ממולקולות 2 יונים בביולוגיה 3 היסטוריה 4 טבלת היונים הנפוצים 5 ראו גם

[עריכה] תרכובות יוניות

תרכובות רבות נוצרות הודות למשיכה חשמלית חזקה בין יון חיובי ויון שלילי; הן ידועות כתרכובות יוניות, או מלחים. הקשר בין שני היונים נקרא קשר יוני. מלח בישול, לדוגמה, מורכב מיונים של ^-Cl ו⁺Na בכמות שווה. במצב מוצק, היונים מסודרים בסריג יוני.

[עריכה] תרכובות של יונים חד אטומיים

מלחים פשוטים הם לעתים קרובות הִתרַ‏כּ‏בוּ‏ת של מתכת ואל מתכת יחד, ליצירת יון חיובי ויון שלילי. יוני המתכת יהיו חיוביים, בעוד שיוני האל מתכת יהיו שליליים. גודלו של המטען נקבע על פי הערכות האלקטרונים ברמות החיצוניות של האטום והיון, המשפיעה על אנרגיות הזיקה אלקטרונית והיינון.

כך, למשל, אטום ממשפחת ההלוגנים יעבור חיזור בדרגה אחת (יקבל אלקטרון אחד) ליצירת יון שמטענו מינוס אחת, וישלים בכך רמה חיצונית מלאה; בעוד שאטום של משפחת המתכות האלקליות העפרוריות יתחמצן בשתי דרגות (יתן שני אלקטרונים) ליצירת יון שמטענו פלוס שתיים, והוא בעל רמה חיצונית מלאה.

לדוגמה, נוסחתה של התרכובת מגנזיום כלורי תהיה MgCl₂, משום שמטענו של הכלור הוא מינוס אחת ומטענו של המגנזיום הוא פלוס שתיים; מטענה של התרכובת הוא נייטרלי, ולכן דרושה כמות כפולה של יוני כלור שמטענם רק מחצית ממטען יוני המגנזיום.

תחמוצות של מתכות הן דוגמה למלחים הבנויים מיונים חד אטומיים: החלודה היא תחמוצת הברזל Fe₂O₃; הסיד, CaO, הוא תחמוצת הסידן; האלום (אלומינה), Al₂O₃ ועוד.

[עריכה] תרכובות של יונים הבנויים ממולקולות

מלחים מורכבים עשויים להיות צירוף של שני יונים, שכל אחד מהם מורכב משני אטומים ויותר. סך מטענה של התרכובת יהיה נייטרלי.

דוגמאות למלחים הבנויים מיונים רב אטומיים: סודה לשתיה, NaHCO₃, שבנויה מיון נתרן, ⁺Na, ומיון ביקרבונט, ^-HCO₃;אמון חנקתי, NH₄NO₃, המשמש לדישון, מורכב מהיונים אמוניום ⁺NH₄ וחנקתי ^-NO₃; הגבס, CaSO₄, מורכב מיון סידן ²⁺Ca ומיון גופרתי ^2-SO₄.
קבוצה של יונים שאינם מחוברים זה לזה (אלא נמצאים במצב גזי) נקראת פלזמה. הפלזמה נודעת גם כמצב הרביעי של החומר כי תכונותיה שונות משל מוצק, נוזל או גז.

[עריכה] יונים בביולוגיה

בביוכימיה ובמערכות הגוף השונות ממלאים היונים תפקידים מרכזיים. כך לדוגמה, ה"ברזל" אותו אנו מקבלים ממזונות שונים אינו אלא יוני ברזל (Fe⁺²/Fe⁺³). הברזל הטעון במטען פלוס שתיים משמש כמרכיב המרכזי במולקולות ההמוגלובין והמיוגלובין, המתפקדות כנושאי חמצן במערכת הדם.

[עריכה] היסטוריה

מייקל פאראדיי הוא שהגה לראשונה את תאוריית היונים, בסביבות שנת 1830, על מנת לתאר את המולקולות שנעות בתמיסה, חלקן לאנודה וחלקן לקתודה. אולם רק ב-1884 תיאר סוונטה ארהניוס את המנגנון שעל פיו הגיע פאראדיי למסקנותיו, בעבודת הדוקטורט שלו לאוניברסיטת אופסלה. בתחילה התאוריה לא התקבלה, אך מאוחר יותר אף קיבל על המחקר פרס נובל לכימיה ב-1903.

[עריכה] טבלת היונים הנפוצים

[עריכה] ראו גם

• מלכודת יונים