İyon

Bu madde fizik ve kimyadaki yüklü parçacıklar hakkındadır. Antik uygarlık için İyonya sayfasına bakınız.

İyon ya da yerdeş (Fransızca kökenli ion), bir veya daha çok elektron kazanmış ya da yitirmiş bir atomdan (veya bir atom grubundan) oluşmuş elektrik yüklü parçacıktır. Atomlar kararsız yapılarından kurtulmak ve kararlı hale gelebilmek için elektron alırlar ya da kaybederler. Bunun için de başka bir atomla ya da kökle bağ kurarlar.

Lityum ve Flor arasında elektron transferi. Lityum ve Flor atomları iyonik bağ kurarak Li+ ve F- iyonlarına dönüşürler.

Katyon, protonlardan daha az elektronu olan pozitif (+) yüklü bir iyondur, anyon ise protonlardan daha çok elektronu olan negatif (–) yüklü bir iyondur. Zıt elektrik yükleri elektrostatik kuvvetle birbirine doğru çekilir, böylece katyonlar ve anyonlar birbirini çeker ve kolayca iyonik bileşikler oluşturur.

Anyon ve katyon iyonların bağ yapma şekilleri farklı olabilir. Anyonlar elektron ortaklaşmasıyla ve elektron alış-verişiyle bağ kurarken katyon olan iyonlar yalnızca elektron alış-verişiyle bağ kurar. Bir hidrojen atomu kararlı hale geçmek istediğinde 1 elektron alarak anyon haline gelir. Fakat Lityum atomu ise kararlı hale geçerken 1 elektron vererek katyon haline gelir.

Örnek olarak;

• H⁺ (1 elektron vermiş atom)
• OH^– (1 elektron almış atom grubu)
• (SO₄)^2– (2 elektron almış atom grubu)

Yalnızca tek bir atomdan oluşan iyonlara atomik veya tek atomlu iyonlar adı verilirken, iki veya daha fazla atom moleküler iyonları veya çok atomlu iyonları oluşturur. Bir akışkanda (gaz veya sıvı) fiziksel iyonlaşmada, kendiliğinden molekül çarpışmaları ile "iyon çiftleri" oluşturulur ve üretilen her çift, bir serbest elektron ve bir pozitif iyondan oluşur. İyonlar aynı zamanda bir tuzun sıvılarda çözünmesi gibi kimyasal etkileşimlerle veya iletken bir çözeltiden doğru akımın geçirilmesi, bir anotun iyonlaşma yoluyla çözülmesi gibi başka yollarla da oluşturulur.

Özellikler

Gaz benzeri hallerindeki iyonlar oldukça reaktiftir ve nötr moleküller veya iyonik tuzlar vermek üzere zıt yüklü iyonlarla hızla etkileşime girerler. İyonlar sıvıyla etkileşime girmek için birbirlerinden uzaklaşırken enerji ve entropi değişiklik birleşimi içeren nedenlerden dolayı, tuzlar çözücülerle (örneğin su) etkileşime girdiğinde daha kararlı çözünmüş iyonlar ürettiğinde iyonlar sıvı veya katı halde de üretilir. Bu kararlı türler, çevrede düşük sıcaklıklarda daha yaygın bulunur. Buna bir örnek, deniz suyunda bulunan ve çözünmüş tuzlardan türetilen iyonlardır.

Yüklü nesneler olarak iyonlar zıt elektrik yüklerine (pozitiften negatife ve tersi) çekilir ve benzer yükler tarafından itilir. Hareket ettiklerinde yörüngeleri manyetik alan tarafından saptırılabilir.

Elektronlar, daha küçük kütleleri ve dolayısıyla madde dalgaları gibi daha büyük boşluk doldurma özellikleri nedeniyle, herhangi bir elektronlu atomların ve moleküllerin boyutunu belirler. Bu nedenle, anyonlar (negatif yüklü iyonlar), fazla elektronu (ları) birbirini ittiğinden ve iyonun fiziksel boyutuna katkıda bulunduğundan ana molekül veya atomdan daha büyüktür, çünkü boyutu elektron bulutu tarafından belirlenir. Katyonlar, elektron bulutunun daha küçük boyutundan dolayı karşılık gelen ana atom veya molekülden daha küçüktür. Belirli bir katyon (hidrojenin katyonu) hiç elektron içermez ve bu nedenle ana hidrojen atomundan – çok daha küçük tek protondan oluşur.

Anyonlar ve katyonlar

Hidrojen atomu (ortada) bir proton ve bir elektron içerir. Elektronun çıkarılması bir katyon (soldaki) verirken, elektronun eklenmesi anyon (sağdaki) verir. Gevşek şekilde tutulan iki elektronlu bulutla hidrojen anyonu, nötr atomdan daha büyük yarıçaplıdır ve nötr atom katyonun çıplak protonundan çok daha büyüktür. Hidrojen, sadece elektronsuz yük-+1 katyonu oluşturur, ancak (hidrojenin aksine) bir veya daha çok elektronu tutan katyonlar bile, türetildikleri nötr atomlardan veya moleküllerden gene de daha küçüktür.

Anyon (-) ve katyon (+), bir iyonun üzerindeki net elektrik yükünü gösterir. Elektronları protonlardan daha çok olan ve ona net negatif yük veren iyona anyon denir ve eksi göstergesi "Anyon (-)" negatif yükü belirtir. Katyonda durum tam tersidir: protonlardan daha az elektronludur, bu ise katyona net pozitif yük verir, dolayısıyla "Katyon (+)" göstergelidir.

Protonun elektrik yükünün büyüklüğü elektronun yüküne eşit olduğundan, iyonun net elektrik yükü iyondaki proton sayısından elektron sayısının çıkarılmasına eşittir.

Anyon (-) (/, Yunanca "yukarı" anlamına gelen ἄνω (ánō) kelimesinden gelir), protonlardan daha çok elektronu olan ve anyona net negatif yük veren iyondur (elektronlar negatif yüklü ve protonlar pozitif yüklü olduğundan).

Katyon (+) (/, Yunanca "aşağı" anlamına gelen κάτω (katot) kelimesinden gelir), protonlardan daha az elektronlu ve katyona pozitif yük veren bir iyondur.