Ion
Hier erklären wir dir, was Ionen genau sind, wie sie entstehen und was der Unterschied zwischen Kationen und Anionen ist. Am schnellsten verstehst du das Thema mit unserem Video !
Inhaltsübersicht
Was sind Ionen?
Ionen sind elektrisch geladene Atome oder Moleküle. Sie können entweder positiv oder negativ geladen sein. Das passiert, wenn das Teilchen entweder Elektronen aufnimmt oder abgibt.
Das Teilchen hat dann zu viele oder zu wenige Elektronen, als normalerweise. Es ist somit nicht mehr neutral und lässt sich in zwei Arten von Ionen unterscheiden:
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Kation
Das Ion hat einen Elektronenmangel. Ihm fehlt also negative Ladung und ist deswegen insgesamt positiv geladen. -
Anion
Das Ion hat einen Elektronenüberschuss. Es hat also zu viel negative Ladung und ist insgesamt negativ geladen.
Erinnerung: Elektronen sind negativ geladen, Protonen sind positiv geladen. Wenn beide in gleicher Anzahl da sind, gleicht sich die Ladung im Molekül aus.
Ein Ion (altgr. ion = gehen) ist ein elektrisch geladenes Atom oder Molekül. Positiv geladene Ionen haben einen Elektronenmangel und heißen Kationen. Negativ geladene Ionen haben einen Elektronenüberschuss und heißen Anionen.
Wie entstehen Ionen?
Ionen bilden sich also aus Atomen, indem sie Elektronen aufnehmen oder abgeben. Aber warum tun sie das?
Einfach gesagt, möchte jedes Atom 8 Elektronen auf seiner äußeren Atomschale haben, wie die Edelgase. Das bezeichnest du als Edelgaskonfiguration oder Oktettregel . Die ist nämlich besonders stabil. Um das zu erreichen, geben Atome Elektronen ab oder nehmen sie auf.
Beispiel: Chlor hat 7 Elektronen auf seiner äußeren Schale. Durch Elektronenaufnahme entsteht ein Chlorid-Ion (Cl–) mit 8 Außenelektronen. Die Oktettregel ist jetzt erfüllt.
Die Ladung eines Ions kennzeichnest du in der Chemie durch ein hochgestelltes Plus- oder Minuszeichen. Na+ steht beispielsweise für das einfach positiv geladene Natrium-Ion.
Kationen
Positiv geladene Ionen nennst du Kationen . Sie entstehen, wenn Atome bei Energiezufuhr Elektronen abgeben. Diese Energie nennst du auch Ionisierungsenergie. Das ist die Energie, die gebraucht wird, um ein Elektron vom Atom abzuspalten.
Atom + Energie → Kation + Elektron
Da die Anzahl der Protonen im Kern gleich bleibt, besitzt das Atom nun weniger negative Elektronen als positive Protonen. Es liegt also ein Elektronenmangel vor und ein positives Teilchen entsteht.
Merke: Elemente aus der 1. – 4. Hauptgruppe sind normalerweise positiv geladen. Denn sie geben ihre Außenelektronen eher ab. Es handelt sich dabei meistens um Metalle .
Kationen können auch mehr als 2 Ladungen besitzen, wie zum Beispiel das Aluminium-Ion Al3+.
Anionen
Negativ geladene Ionen bezeichnest du als Anionen . Sie bilden sich, wenn Atome wegen der Ionisierungsenergie Elektronen aufnehmen.
Atom + Elektron → Anion + Energie
Das Atom verfügt jetzt über mehr Elektronen als Protonen. Hier liegt also ein Elektronenüberschuss vor und ein negatives Teilchen entsteht.
Merke: Elemente aus der 5. – 7. Hauptgruppe sind normalerweise negativ geladen. Denn sie nehmen eher Außenelektronen auf. Oft sind das Nichtmetalle .
Anionen können genau wie Kationen mehr als 2 Ladungen besitzen, wie zum Beispiel das Phosphat-Anion PO43-.
Ionen Beispiele
- Bildung eines Chlorid-Ions: Cl + e– → Cl–
→ Es entsteht ein einfach negativ geladenes Chlorid-Anion
- Bildung eines Sulfid-Ions: S + 2 e– → S2-
→ Es entsteht ein zweifach negativ geladenes Schwefel-Anion
- Bildung eines Natrium-Ions: Na → Na+ + e–
→ Es entsteht ein einfach positiv geladenes Natrium-Kation
- Bildung eines Calcium-Ions: Ca → Ca2+ + 2 e–
→ Es entsteht ein zweifach positiv geladenes Calcium-Kation
Merke: Die hochgestellte Zahl zeigt, wie viel positive (+) oder negative (–) Ladung ein Teilchen hat.
- Ionen spielen eine wichtige Rolle in galvanischen Zellen. Sie kommen im Alltag vor und sorgen dafür, dass dein Handy mit Strom versorgt ist. Ein Beispiel dafür ist der Lithium-Ionen-Akkumulator.
- Sogar dein Körper profitiert von Ionen. Sie sind nämlich dafür verantwortlich, dass deine Muskeln und Nerven richtig funktionieren. Auch im menschlichen Blut halten sie den ph-Wert stabil.
- Ionen haben einen anderen Radius als das entsprechende Atom, wegen der Anzahl der Elektronen. Kationen sind deshalb meist kleiner und Anionen größer.
Ionen — häufigste Fragen
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Was sind Kationen und Anionen?
Kationen sind positiv geladene Atome oder Moleküle, die entstehen, wenn neutrale Teilchen Elektronen abgeben. Anionen sind negativ geladene Atome oder Moleküle, die entstehen, wenn neutrale Teilchen Elektronen aufnehmen.
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Was ist Ionenladung?
Die Ionenladung zeigt, wie viel negative oder positive Ladung ein Ion hat. Sie wird durch hochgestellte Zahlen und Plus- oder Minuszeichen gekennzeichnet. Bsp.: das Calcium-Ion Ca2+ ist doppelt positiv geladen.
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Was sind Ionen?
Ionen sind positiv oder negativ geladene Atome oder Moleküle. Sie können entstehen, wenn das Teilchen Elektronen aufnimmt oder abgibt.
Salze
Super! Die Ionen hast du jetzt kennengelernt. Sie können sich auch bei der Entstehung von Salzen bilden. Wenn du mehr darüber erfahren willst, dann schau in unser Video dazu rein!
