Ion

Et ion (gresk: ἰόν, «en som går») er et elektrisk ladd atom. Et positivt ladd ion, kation, oppstår når et atom har underskudd på elektroner, mens et negativt ladd ion, anion, oppstår når et atom har overskudd på elektroner. Ioner med motsatte ladninger tiltrekker hverandre og kan danne ionebindinger. Metaller danner positivt ladde ioner, altså kationer. Danningen av ioner blir kalt ionisering.

Et samlet ion som ikke er i løsning, eller en gass med et visst antall ladde partikler, blir kalt plasma. Dette blir sett på som den fjerde aggregattilstanden fordi den oppfører seg svært ulikt fra andre gasser, væsker eller faste stoffer.

Ulike typer ioner

I et nøytralt atom er tallet på protoner og elektroner likt. Dersom et ion har flere protoner enn elektroner har det positiv ladning og er et kation. Dersom det har flere elektron enn proton er ladningen negativ og ionet er et anion.

Ioner kan lages av et enkelt atom (for eksempel klorid, Cl^-) eller av molekyler som sammensatte ioner. For ioner dannet av ett atom, er ioneradiusen til anionet større enn atomradiusen til grunnstoffet. Ioneradiusen til kationet mindre enn atomradiusen.

Eksempler

Eksempler på metalliske kationer:

Cu²⁺ (kobberion)

Fe²⁺ (toverdig jernion)

Na⁺ (natriumion)

Andre kationer:

H⁺ (hydrogenion – alle syrer er karakterisert ved at de avgir H⁺-ioner)

NH₄⁺ (ammoniumion)

Eksempler på anioner:

Cl^÷ (klorid)

I^÷ (jodid)

SO₄^2÷ (sulfat)

CO₃^2÷ (karbonat)

Formler for ion

I kjemi uttrykkes ladningen til et ion ved hjelp av et hevet pluss- eller minustegn etter formelen for ionet, med et tall foran ladningen dersom den er større enn en. Det enkle hydrogenionet skrives for eksempel som H⁺, mens sulfat blir skrevet SO₄^2-.

Biologisk betydning

Ioner er viktige for alt liv. For eksempel har ioner av natrium, kalsium og kalium flere oppgaver i cellene, spesielt i cellemembranen.

Planter tar opp mineraler i ioneform. Ettersom de må bruke energi for å flytte de elektrisk ladde partiklene inn i roten, har de en rekke ionepumper der kationer de trenger blir byttet mot positive hydrogenioner, mens anioner blir byttet mot negative hydroksidioner. Ettersom planter som regel tar opp flere kationer enn anioner, vil jorda rundt rotnettet etter en tid bli sur.

Historie

Michael Faraday var den første som omtalte ioner rundt 1830 for å snakke om de delene av molekylet som enten gikk til en negativt ladd anode eller til en positivt ladd katode. Han brukte det greske ordet ἰόν, 'en som går'. Anion betyd da «noe som går opp» mens kation betyr «noe som går ned».

Det var likevel først i 1884 at mekanismene bak det som skjedde i Faradays elektrolyse ble forklart av Svante Arrhenius i hans doktoravhandling. Da teorien til slutt ble godtatt, ble han tildelt nobelprisen i kjemi i 1903.

Se også

• Ioniserende stråling
• Elektrolyse
• Salter

Kilder

• (no) «Ion» i Store norske leksikon