أيون

أيون الحديد الموجب: أيون حديد ثنائي الشحنة. ثلاثة طرق لكتابته.

الأَيُون (أوالشاردة) ^{(ملاحظة 1)} هونوع كيميائي (ذرّة أوجزيء) مشحون كهربائياً. يمكن التمييز بين الأيونات السالبة وبين الأيونات الموجبة. على العموم تتعلق الشحنة بعدد الإلكترونات؛ إذا كان عدد الإلكترونات في النوع الكيميائي أكثر من عددها في الحالة المعتدلة فالشحنة تكون سالبة؛ وإذا كان عدد الإلكترونات في النوع الكيميائي أقل من عددها في الحالة المعتدلة فالشحنة تكون موجبة.

الأيونات السالبة والموجبة

بالنسبة للذرات فالأيون الموجب هوذرة أوجزيء يفوق عدد بروتوناتها عدد الإلكترونات، أي تفوق الشحنة الموجبة في الذرة الشحنة السالبة. يتكون الأيون الموجب إثر خسارة الذرة للإلكترونات (مقدار الشحنة الموجبة التي تأخذها الذرة يتعلق بعدد الإلكترونات التي تخسرها). فمثلاً، إذا خسرت الذرة إلكترونًا واحدًا بعد حتى كانت حيادية (متعادلة، أي عدد الإلكترونات = عدد البروتونات) فعدد البروتونات يصبح فيها أكبر من عدد الإلكترونات بوحدة واحدة أي حتى الذرة تشحن بشحنة موجبة (+1).
بالنسبة للذرات فالأيون السالب هوذرة يفوق إلكتروناتها عدد البروتونات، أي تغلب الشحنة السالبة في الذرة الشحنة الموجبة. مقدار الشحنة السالبة للذرة يتعلق بعدد الإلكترونات التي تكتسبها الذرة، فمثلاً إذا اكتسبت الذرة إلكترونا واحدا، فعدد الإلكترونات يصبح فيها أكبر بوحدة واحدة من عدد البروتونات. وبما حتى شحنة الإلكترون سالبة، إذن تشحن الذرة بشحنة (-1).

تاريخ الاكتشاف

حدثة ايون هي اليونانية ιον (الذهاب)، النعت الحالي ιεναι، ienai، "للذهاب". وقدم هذا المصطلح من قبل الفيزيائي الإنجليزي والكيميائي مايكل فاراداي في عام 1834 لهذه الأنواع غير المعروفة في ذلك الوقت التي تمضى' من قطب إلى آخر من خلال وسط مائي.

تكون الأيونات

عند ذوبان ملح الطعام (كلوريد الصوديوم) في الماء يتفكك الجزيء إلى أيون صوديوم موجب الشحنة وأيون كلور سالب الشحنة.

تتكون الأيونات من ذرات عندما تفقد إلكترونات أوتكتسب إلكترونات. ورغم حتى تفكك الجزيء يحتاج إلى طاقة من الخارج إلا حتى تكوّن الأيونات قد تكون أنسب من وجهة اكتمال الغلاف الإلكتروني الخارجي للذرة أوالأيون. تحاول الأيونات بصفة عامة الوصول إلى ما يسمى قاعدة الثمانيات.

كاتيون (الأيون الموجب)

الأيونات الموجبة الشحنة تسمى كاتيونات. ويتكون الكاتيون عندما تفقد ذرة إلكترونات. ونظرا لأن النواة الذرية تحتفظ بعدد البروتونات فيها (في الذرة المتعادلة تتساوى فيها عدد البروتونات وعدد الإلكترونات) ، ولذلك يظهر الأيون بأن له شحنة موجبة.

أمثلة:

تكون أيون الصوديوم: Na → Na⁺ + e
تكون أيون المغنسيوم: Mg → Mg²⁺ + 2e
تكون أيون ألومنيوم: Al → Al³⁺ + 3e
تكون أيون قصدير: Sn → Sn⁴⁺ + 4e

بصفة عامة تكوّن الفلزات كاتيونات (أيونات موجبة).

أنيون (الأيون السالب)

تسمى الأيونات سالبة الشحنة أنيونات، ويتكون الأنيون عندما تكتسب الذرة إلكترونا. بذلك يصبح للذرة شحنة زائدة من الإلكترونات، فتكون سالبة الشحنة.

مثال : اللافلزات-تكون أيونات سالبة الشحنة.
معادلة تكوّن أيون الكلور: Cl + e⁻ → Cl
معادلة تكوّن أيون السلفيد : S + 2e⁻ → S⁻²

إشارة: نظرا لتعثر نقل الصيغة الإنجليزية (من اليسار إلى اليمين) إلى الصيغة العربية (من اليمين إلى اليسار) فقد تعذر وضع العلامة السالبة على أيون الكلور، في المعادلة إلى اليمين. ولكن مثال السلفيد يوضح ذلك، وقد اكتسب شحنتين سالبتين (أي اكتسب إلكترونين).

تتكون الايونات عند إذابة أملاح في سوائل مثل الماء، فهي تتفكك.

مثال تفكك كلوريد الصوديوم (ملح الطعام):

{\displaystyle \mathrm {{NaCl_{(s) {\longrightarrow {Na_{(aq) ^{+ +{Cl_{(aq) ^{-

جزيء كلوريد الصوديومقد يكون متعادلا كهربائيا في العادة، ولكن عند إذابته في الماء يتفكك بحيث يأخذ الكلور إلكترونا من الصوديوم ويصبح سالبا الشحنة، ونظرا لأن ذرة الصوديوم فقدت إلكترونا فتصبح موجبة الشحنة (أي تصبح كاتيون).

الرمز „aq“ يعني "في سائل" aqua ، وأما الرمز „s“ المكتوب بجانب كلوريد الصوديوم فمعناه "صلب" solid.

الصيغة الكيميائية

تعطي شحنة الأيون عدد الشحنات السالبة أوالموجبة التي يمتلكها الأيون. وتـُخط الشحنة فوق رمز العنصر.

أيون معقد Tetrafluorborate . تخط الشحنة على القوس.

يخط أيون مركب معقد بين قوسين قائمين وتخط الشحنة على القوس، كالشكل المبين لأيون تترافلوروبورات :

خواص الأيونات

يعتمد قطر الأيون على قطر الذرة الناشئ منها أويعتمد كذلك على جزيء المركب المتعادل كهربائيا. أصفوعلى وجه العموم تكون الكاتيونات أصغر من الأنيونات حيث يفقد الكاتيون إلكترونا أوإلكترونات المدار الخارجي للذرة. هذا يجعل الأنيونات أكبر حيث تتكون لها مدارات فوقية جديدة.

شكل توضيحي لجهد كهروستاتيكي لأيون النيترات (NO₃⁻). المناطق الملونة بالأحمر أقل طاقة من الملونة بالأصفر

كما تختلف استقطابية شحنة الجزيء (أي توزيع الشحنة عليه) بحسب قطر الأيون وشكله، فقد يحدث بيضيا أومستطيلا أوكرويا.

تكوّن الأيونات ذات الشحنة المتضادة رابطات أيونية مكونة أملاحا. وتوصل محاليل الأملاح الأيونية التيار الكهربائي وهي لذلك تسمى تلك المحاليل كهارل electrolyte . ويعود السبب في توصيل التيار الكهربائي إلى الحركة الانتنطقية للأيونات في وجود مجال كهربائية أومجال مغناطيسي في محلول الكهرل أوخارجه. يرمز إلى حركية الأيونات أوقدرتها على الحركة في مجال كهربائي بالرمز ${\displaystyle \mu$ . ويمكن قياسها بطرق عديدة.

وجودها واستخداماتها

الأيونات هي أساس عمل البطاريات وبطارية السيارة والخلية الضوئية. كما تلعب الكهارل دورا أساسيا في التمثيل الغذائي في جسم الإنسان وجميع الكائنات الحية ومن ضمنها النباتات.

وتستخدم في طلاء المعادن بالجلفنة وتنقية المعادن من الشوائب واستخراج الألمونيوم.

خلية جلفانية (خلية دانيال) ويلاحظ وجود الأيونات في المحلولين وانتنطقهم عبر القنطرة وبذلك تتم الدورة الكهربائية بين لوح الخارصين Zn ولوح النحاس Cu.

وتستخدم الأيونات في الفيزياء لإجراء بعض التجارب مثلما في مصدر أيوني، ونجدها طبيعيا في ريح شمسية التي تأتي إلى الأرض، وفي الأضواء القطبية وفي البرق ، وعندما تتحد الأيونات المتنوعة الشحنة ببعضها البعض تصدر أحيانا ضوءا مثلما عند احتكاك الشهب في الغلاف لتقاء .

كذلك يتم اصدار الضوء في لمبات الخلخلة الكهربائية. ويسمى الغاز المحتوي على أغلبية من الأيونات بلازما.

يمكن لأيونات الغازات الخاملة الترابط مع بعضها وتكوين رابطة أيونية. أمثال تلك الغازات الهيليوم والنيون والكريبتون. كما تستخدم مركبات الهالوجينيات في توليد وصناعة الليزر ، مثلما في ليزر إكسيمر وهويشبه في عمله ليزر ثاني أكسيد الكربون.

الأيونات الشائعة

**الايونات الموجبة** الشائعة
الاسم الشائع	الصيغة الكيميائية	الاسم التاريخي
الايونات الموجبة البسيطة
الألومنيوم	⁺Al³
الكالسيوم	⁺Ca²
نحاس(II)	⁺Cu²	النحاس
الهيدروجين	⁺H
حديدوز(II)	⁺Fe²	حديد
حديديك(III)	⁺Fe³	حديد
المغنسيوم	⁺Mg²
زئبق(II)	⁺Hg²	الزئبق
البوتاسيوم	⁺K	kalic
الفضة	⁺Ag
الصوديوم	⁺Na	natric
الكاتيونات متعددة الذرات
الأمونيوم	⁺ ₄NH
الهيدرونيوم	⁺H₃O
زئبق(I)	⁺² ₂Hg	زئبقوز

**الايونات السالبة** الشائعة
الاسم الرسمي	الصيغة الكيميائية	الاسم البديل
الايونات السالبة البسيطة
الكلوريد	⁻Cl
الفلوريد	⁻F
البروميد	⁻Br
الاكسيد	⁻O²
الايونات الاكسجينية
كربونات	⁻² ₃CO
كربونات هيدروجينية	⁻ ₃HCO	البيكربونات
الهيدروكسيد	⁻OH
النترات	⁻ ₃NO
الفوسفات	⁻³ ₄PO
الكبريتات	⁻² ₄SO
الأنيونات من الأحماض العضوية
خلات	⁻ CH₃COO	ethanoate
فورمات	⁻ HCOO	methanoate
اكسلات	⁻² C₂O₄	ethandioate
السيانيد	-_CN

انظر أيضا

الرابطة الأيونية
خلية جلفانية
بطارية
كهرل
مركبات الكربون
تدرج كهركيميائي

هوامش

ملاحظة 1: الأيون أوالدَّالِف أوالشَّارِدَة أوالشَّارِد (أوالأَيُون، من الإنجليزية: ion، من اليونانية: ἰών يُونْ بمعنى "آتٍ")، أو"الدالف" من العمل دلف دَلَفَ يَدْلِفُ دَلْفاً ودَلَفاناً ودَلِيفاً ودُلوفاً إذا سار وقارَب الخَطْووالدليف المشي الرويّد أو"الشارد" من شرد يشرد شرودا، شرَد عن الطَّريقِ : حاد عنه، شرد به الفكرُ : سرح خاطرُه وغفل عمّا حَوْله، - شرد نظرُه : تشتّت

الهَابِطَة أوالدالف المَهْبَطِيّ (أوالكَاتْيُون، من الإنجليزية: cation)، هي دالف موجب الشحنة.

الصَاعِدَة أوالدالف المَصْعَدِي (أوالأَنْيُون، من الإنجليزية: anion) هي دالف سالب الشحنة.

انظر أيضًا

شاردة هابطة
شاردة صاعدة

المراجع

↑ New Illustrated Science Dictionary (En/Ar)/ion "LDLP - Librairie Du Liban Publishers" تحقق من قيمة |مسار أرشيف= (مساعدة). www.ldlp-dictionary.com. مؤرشف من الأصل في 27 مارس 2019. اطلع عليه بتاريخ 26 مارس 2019.
^ . UK: BBC. مؤرشف من الأصل فيخمسة يونيو2019.
^ "Online etymology dictionary". مؤرشف من الأصل في 27 يونيو2017. اطلع عليه بتاريخ 07 يناير 2011.
^ Carl H. Hamann, Wolf Vielstich: Elektrochemie I: Elektrolytische Leitfähigkeit, Potentiale, Phasengrenzen. 2. Auflage. VCH Verlagsgesellschaft mbH, Oldenburg und Bonn 1985, ISBN 3-527-21100-4
^ قاموس المورد، البعلبكي، بيروت، لبنان.
^ المعجم الطبي الموحد.
↑ ترجمة حدثة ion الإنكليزية على مسقط قاموس المعاني (تاريخ الولوج: 20 ديسمبر 2015). نسخة محفوظة 26 أغسطس 2017 على مسقط واي باك مشين.
^ (من دَلَفَ: سار رويداً أوقارب الخَطْوَ؛ إليه: قرب منه وأقبل عليه؛ إلى عدوّه : تقدّم مسرعاً)
^ معنى حدثة دلف على مسقط معجم المعاني العربي (تاريخ الولوج: 20 ديسمبر 2015). نسخة محفوظة 04 مارس 2016 على مسقط واي باك مشين.
↑ Grand Medical Dictionary (En/Fr/Ar)/ion "LDLP - Librairie Du Liban Publishers" تحقق من قيمة |مسار أرشيف= (مساعدة). www.ldlp-dictionary.com. مؤرشف من الأصل في 27 مارس 2019. اطلع عليه بتاريخ 26 مارس 2019.
^ "كتاب لسان العرب، مجلد 11 ، ص 106 معنى مادة دلف https://archive.org/stream/waq10576/09_10584#page/n106/mode/2up/search/%D8%AF%D9%84%D9%81". مؤرشف من الأصل في 03 ديسمبر 2019. روابط خارجية في |title= (مساعدة)
^ معجم اللغة العربية المعاصر نسخة محفوظةخمسة ديسمبر 2019 على مسقط واي باك مشين.
^ ترجمة حدثة cation الإنكليزية على مسقط أغروفوك (تاريخ الولوج: 20 ديسمبر 2015).^{[وصلة مكسورة]}نسخة محفوظة 06 مارس 2016 على مسقط واي باك مشين.
^ ترجمة حدثة cation الإنكليزية على مسقط قاموس المعاني (تاريخ الولوج: 20 ديسمبر 2015). نسخة محفوظة 02 أبريل 2018 على مسقط واي باك مشين.
^ ترجمة حدثة anion الإنكليزية على مسقط أغروفوك (تاريخ الولوج: 20 ديسمبر 2015).^{[وصلة مكسورة]}نسخة محفوظة 05 مارس 2016 على مسقط واي باك مشين.
^ ترجمة حدثة anion الإنكليزية على مسقط قاموس المعاني (تاريخ الولوج: 20 ديسمبر 2015). نسخة محفوظة 18 يوليو2017 على مسقط واي باك مشين.