← Alla sidor

Katjon eller anjon?

En jon är en atom som har fått eller lämnat ifrån sig elektroner. Då är antalet elektroner (−) inte längre lika med antalet protoner (+), och atomen får en laddning. Positiva joner heter katjoner, negativa heter anjoner.

▶ Spela: Joner och salter
+Katjonpositiv jon
har lämnat elektroner
−Anjonnegativ jon
har tagit upp elektroner

Minnesregel: katjon har ett t som ser ut som ett +. Anjon = A Negativ jon.

1 · Elektronskalen

Elektronerna sitter i skal, och varje skal har plats för ett visst antal

K: 2L: 8M: 8kärna
  1. Skalen fylls inifrån och ut. Ett skal måste vara fullt innan nästa börjar.
  2. Det innersta skalet (K) rymmer bara 2.
  3. Nästa skal (L) rymmer 8, och skalet efter (M) fylls också till 8.
  4. Elektronerna i det yttersta skalet kallas ytterelektroner (eller valenselektroner). Det är bara de som deltar när atomer binder till varandra eller bildar joner.

M-skalet rymmer egentligen 18, men för de första 20 grundämnena (till och med kalcium) räcker regeln 2, 8, 8.

Antal elektroner = atomnumret (lika många som protonerna). Räkna ut skalen så här:

Metaller: få längst ut
Na+11
Na 11 elektroner
2 + 8 + 1 → 1 längst ut
Mg+12
Mg 12 elektroner
2 + 8 + 2 → 2 längst ut
Al+13
Al 13 elektroner
2 + 8 + 3 → 3 längst ut
Icke-metaller: många längst ut
O+8
O 8 elektroner
2 + 6 → 6 längst ut
S+16
S 16 elektroner
2 + 8 + 6 → 6 längst ut
Cl+17
Cl 17 elektroner
2 + 8 + 7 → 7 längst ut

Vanligt misstag: Al har 13 elektroner, men det blir inte 8 + 5. Första skalet tar bara 2, så det blir 2 + 8 + 3.

2 · Hur blir jonen till?

Natrium lämnar en elektron. Klor tar emot en.

Na → Na⁺
Na+11
→−1 e⁻
Na+11
Natriumjon Na⁺
protoner+11elektroner−10laddning+1
Cl → Cl⁻
Cl+17
→+1 e⁻
Cl+17
Kloridjon Cl⁻
protoner+17elektroner−18laddning−1

Protonerna i kärnan ändras aldrig. Bara elektronerna flyttar. Laddning = protoner − elektroner.

3 · Varför gör de så?

Båda vill ha ett fullt yttersta skal

Natrium har 1 elektron längst ut. Det är lättare att släppa den än att skaffa 7 till. Kvar blir ett fullt skal med 8, precis som ädelgasen neon.

Klor har 7 elektroner längst ut. Det är lättare att ta 1 till än att släppa 7. Då blir skalet fullt med 8, precis som ädelgasen argon.

4 · Vem blir vad?

Metaller blir katjoner. Icke-metaller blir anjoner.

Vänster i periodiska systemet
Grupp 1Na, K, Li+1Na⁺
Grupp 2Mg, Ca+2Mg²⁺
Grupp 13Al+3Al³⁺
Höger i periodiska systemet
Grupp 17F, Cl, Br−1Cl⁻
Grupp 16O, S−2O²⁻
Grupp 15N−3N³⁻

Antalet ytterelektroner bestämmer laddningen. Räkna dem med skalen (2, 8, 8) som i avsnitt 1. Genväg: i grupp 1 och 2 är det gruppnumret, i grupp 13–17 sista siffran (Al i grupp 13 har 3, Cl i grupp 17 har 7).

5 · Vad heter de?

Katjonen behåller namnet. Anjonen får -id.

  • natriumjonNa⁺
  • magnesiumjonMg²⁺
  • aluminiumjonAl³⁺
  • kloridjonCl⁻
  • oxidjonO²⁻
  • sulfidjonS²⁻
6 · Hur stora är de?

Katjonen krymper. Anjonen sväller.

Na-atom
186 pm
→
Na⁺
102 pm

Ett helt skal försvinner, så jonen blir mycket mindre.

Cl-atom
99 pm
→
Cl⁻
181 pm

Fler elektroner knuffar på varandra, så jonen blir större.

pm = pikometer, en miljondels miljondels meter. Cirklarna är ritade i samma skala.

7 · Sammansatta joner

Flera atomer kan dela på en laddning

En sammansatt jon är en grupp atomer som sitter ihop och som tillsammans har fått eller lämnat elektroner.

1. Atomerna sitter ihopS och fyra O. Inga extra elektroner.
e⁻e⁻
2. Två extra elektroner kommer till2 elektroner mer än protoner: 2−
2−
3. De sprider ut sig över hela jonenDe sitter inte på en viss atom. Därför ritar vi en gräns runt hela gruppen.

Streckad linje = jonens gräns. Allt innanför bär laddningen tillsammans.

NH₃
●● = fritt elektronpar
+
H⁺
vätejon
→
+
NH₄⁺

Plusjoner fungerar likadant åt andra hållet. N binder normalt 3 väten. Då blir ett elektronpar över, ett fritt elektronpar. En vätejon H⁺ är en proton utan elektron, och den fäster på just det paret. Nu finns det en proton mer än elektroner, och plusladdningen delas av hela gruppen.

Här är de vanligaste. De flesta sammansatta joner är anjoner. Strecken visar bara vilka atomer som sitter ihop.

Katjoner
+
NH₄⁺ ammoniumjon
+
H₃O⁺ oxoniumjon
Anjoner
−
OH⁻ hydroxidjon
−
NO₃⁻ nitratjon
2−
CO₃²⁻ karbonatjon
2−
SO₄²⁻ sulfatjon
3−
PO₄³⁻ fosfatjon

I boken skrivs det ibland med hakparentes: [SO₄]²⁻. Det betyder samma sak.

8 · Tillsammans

Plus och minus dras till varandra och bildar ett salt

+−+−+−+−+−+−+−+−+−+−+−+−+−+−+−+−+−+

I koksalt sitter Na⁺ och Cl⁻ omväxlande i ett gitter. Det kallas jonbindning. Laddningarna måste ta ut varandra, summan blir 0.

NaCl+1 och −1
MgCl₂+2 och 2 × (−1)
CaO+2 och −2
Al₂O₃2 × (+3) och 3 × (−2)

Katjonen skrivs först och anjonen sist, även i namnet: natriumklorid.

Testa dig själv

Klicka på det svar du tror är rätt

Vad kallas en positiv jon?

Kalium (K) står i grupp 1. Vilken jon bildar det?

Syre (O) står i grupp 16. Vilken jon bildar det?

En jon har 12 protoner och 10 elektroner. Vilken laddning har den?

Vad heter Br⁻?

Vilken är störst?

Vad ändras när en atom blir en jon?

Ca²⁺ och Cl⁻ bildar ett salt. Vilken formel?

Aluminium (Al) står i grupp 13. Vilken jon bildar det?

Hur många elektroner rymmer det innersta skalet?

Svavel (S) har 16 elektroner. Hur sitter de i skalen?

Klor har 7 ytterelektroner. Vad är lättast för klor?

Vilket av ämnena bildar en katjon?

Vad heter saltet NaCl?

Mg²⁺ och O²⁻ bildar ett salt. Vilken formel?

Al³⁺ och O²⁻ bildar ett salt. Vilken formel?

Vad betyder den streckade linjen runt en sammansatt jon?

Vilken laddning har sulfatjonen?

Vad heter OH⁻?

Vad heter NO₃⁻?

Vad är en vätejon H⁺?

Hur många bindningar har kväve i NH₃?

Hur kan N ha 4 väten i NH₄⁺?

▶ Spela: Joner och salter