مترجم: سهیلا حاجی‏زاده
منبع:راسخون



 

کاتیون‏ها و آنیون‏ها به ترتیب اتم‏هایی با بار مثبت و منفی می‏باشند. این مقاله تفاوت بین این دو را از طریق مقایسه‏ی یک کاتیون و آنیوم مورد بحث و بررسی قرار می‏دهد.
کلمات آنیون و کاتیون یونانی به ترتیب از واژه ی آنو به معنی بالا و کاتا به معنی پایین مشتق شده است.
یک اتم کوچکترین واحد ماده می‏باشد و با چشم غیر مسلح دیده نمی‏شود. اتم شامل سه نوع مختلف ذرات زیر اتمی از جمله پروتون، نوترون و الکترون می‏باشد. پروتون‏ها و نوترون‏ها بخش مرکزی اتم که هسته نام دارد را اشغال می‏کنند، در حالی که الکترون‏ها در مدارهای مختلف به دور هسته شناور هستند. پروتون‏ها دارای بار مثبت بوده، در حالی که الکترون‏ها بار نفی دارند. در حالی که، نوترون‏ها بدون بار الکتریکی می‏باشند.
یک اتم هنگامی که دارای تعداد مساوی الکترون‏ها و پروتون‏ها باشد، دارای حالتی پایدار است، که در این صورت از نظر بار الکتریکی خنثی می‏باشد. با این حال، این احتمال وجود دارد که یک اتم یا گروهی از اتم‏ها الکترون از دست داده و یا به دست آورند، و بار مثبت یا منفی را ایجاد کنند. چنین اتم‏هایی اشاره به یون‏ها دارند. بسته به بار کسب کرده، یک یون به دو نوع آنیون و کاتیون طبقه‏بندی می‏گردد.
کاتیون
یک کاتیون اتمی بوده که یک و یا تعداد بیشتری الکترون از دست داده است. این اتم دارای بار مثبت بوده و کاتیون نام دارد.
یک کاتیون اندازه‏ی کوچک‏تری نسبت به اتم مربوطه دارد، از آنجایی که یک الکترون از دست داده، نیروی دافعه‏ی الکترون‏ها کاهش می‏یابد. این امر به نوبه‏ی خود پروتون‏ها را قادر می‏سازد تا الکترون‏ها را به سمت هسته‏ها جذب کنند، در نتیجه شعاع کاتیون کاهش می‏یابد.
کاتیون با استفاده از علامت '+' نشان داده می‏شود. برای مثال، کاتیون +Na نشان می‏دهد که این اتم یک الکترون کمتر از پروتون‏ها دارد. به طور مشابه، یک کاتیون با 4 بار مثبت، 4 الکترون کمتر از کل تعداد پروتون‏ها دارد.
کاتیون‏ها به سمت کاتد (الکترود منفی) در طول الکترولیز جذب می‏گردند.
آن‏ها معمولا توسط فلزات از طریق واکنش‏های گرماگیر تشکیل شده‏اند.
مثالی از تشکیل یک کاتیون هیدروژن ار یک اتم هیدروژن:
H - e- ➞ H+
آنیون‏ها
یک آنیون اتمی بوده که یک و یا تعداد بیشتری الکترون به دست آورده است. این موضوع بار منفی خالصی را به آنیون می‏دهد.
یک آنیون بزرگتر از اتم مربوطه‏ی خود می‏باشد، از آن‏جا که افزودن الکترون‏ها در خارجی‏ترین مدار دافعه‏ی الکترون – الکترون را افزایش می‏دهد، الکترون‏ها از هم دور شده و بنابراین شعاع آنیونی افزایش می‏یابد. آنیون‏ها با استفاده از علامت '-' نشان داده می شوند. برای مثال، آنیون -Cl نشان می‏دهد که این اتم یک الکترون بیشتر از پروتون‏ها دارد. به طور مشابه، یک آنیون با 2 بار منفی، دو الکترون بیشتر از تعداد کل پروتون‏ها دارد.
آنیون‏ها به سمت آند (الکترود مثبت) در طول الکترولیز جذب می‏گردند.
آنیون‏ها معمولا توسط غیر فلزات از طریق واکنش‏های گرماده تشکیل شده‏اند.
مثالی از تشکیل آنیون یدید از یک اتم ید:
I + e- ➞ I-
جداول زیر لیستی از کاتیون‏ها و آنیون‏ها را ذکر می‏کند.

کاتیون ها

 

آنیون ها

 

نام

فرمول

استات

CH3COO-

آمونیوم

NH4+

آمید

NH2-

سزیم

Cs+

برومات

BrO3-

مس

Cu+

برومید

Br-

هیدروژن

H+

کلرات

ClO3-

هیدرونیوم

H3O+

کلرید

Cl-

لیتیم

Li+

کلریت

ClO2-

پتاسیم

K+

سینات

OCN-

نقره

Ag+

سینید

CN-

سدیم

Na+

دی هیدروژن فسفات

H2PO4-

باریم

Ba2+

فلورید

F-

بریلیم

Be2+

فورمات

HCOO-

کلسیم

Ca2+

هیدرید

H-

کرم (II)

Cr2+

هیدروژن کربنات

HCO3-

مس (II)

Cu2+

هیدروژن سولفات

HSO4-

آهن (II)

Fe2+

هیپوبرومیت

OBr-

سرب (II)

Pb2+

هیپو کلریت

OCl-

منیزیم

Mg2+

هیدروکسید

OH-

منگنز (II)

Mn2+

یداد

IO3-

جیوه (II)

Hg2+

نیترات

NO3-

نیترونیوم

NO2+

پر کلرات

ClO4-

سدیم

Na+

پرمنگنات

MnO4-

استروتیوم

Sr2+

تیو سینات

SCN-

روی

Zn2+

کربنات

CO32-

آلومینیوم

Al3+

کرومات

CrO42-

کرم (II)

Cr3+

دی کرومات

Cr2O72-

            آهن (III) (فریک)

Fe3+

هیدروژن فسفات

HPO42-

منیزیم (III)

Mn3+

اگزالات

C2O42-

تین (IV) (استانیک)

Sn4+

اکسید

O2-

تین (II) (استانوس)

Sn2+

پروکسید

O22-

آنیون‏ها و کاتیون‏ها همراه با هم ترکیبات یونی طبیعی را تشکیل می‏دهند که در آن تعداد بارهای مثبت مساوی با تعداد بارهای منفی می‏باشد. برای مثال، سدیم کلرید (NaCl) یا نمک طعام هنگامی که یون‏های کلر و سدیم با هم پیوند می‏خورند، تشکیل می‏شود. اتم سدیم یک الکترون از دست می‏دهد و به Na+ تبدیل می‏‏شود، در حالی که اتم کلر یک الکترون به دست می‏آورد و به Cl- تبدیل می‏گردد. از آن‏جا که تعداد الکترون‏های از دست رفته برابر با تعداد الکترون‏های به دست آمده می‎باشد، ترکیبات یونی بار الکتریکی خالصی ندارد.