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Jedes der Elemente des Periodensystems kann ein Ion bilden. Ionen sind Atome, die entweder eine positive oder eine negative Ladung haben und am Prozess der Ionenbindung teilnehmen, um eine Verbindung zu bilden. Nicht alle Verbindungen sind ionisch, aber alle Atome können ein Ion bilden.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Ionen - elektrisch geladene Atome - können positiv oder negativ geladen sein. Positive Ionen sind Kationen und typischerweise Metalle wie Kupfer oder Natrium. Negativ geladene Ionen sind Anionen, die aus nichtmetallischen Elementen wie Sauerstoff und Schwefel gebildet werden.
Bildung von Ionen
Alle Atome enthalten Bestandteile, die als subatomare Partikel bezeichnet werden. Neutronen sind neutrale Teilchen, die sich zusammen mit den positiv geladenen Protonen im Atomkern befinden. Die Anzahl der Protonen bestimmt die Elementidentität des Atoms und Neutronen helfen bei der Bestimmung des jeweiligen Isotops des Atoms. Elektronen sind negativ geladen und kreisen frei in dreidimensionalen Orbitalen um den Kern. Die Fähigkeit der Elektronen, sich über Orbitale zu bewegen und von Atom zu Atom zu springen, trägt zur Ionenbildung bei. Atome geben Elektronen an andere Atome ab, um positiv geladene Ionen, sogenannte Kationen, zu bilden, und Atome, die zusätzliche Elektronen von anderen Atomen aufnehmen, bilden negativ geladene Ionen, sogenannte Anionen.
Kationen
Kationen werden aus Metallatomen wie Kupfer, Gold, Silber und Natrium gebildet. Dies macht etwa zwei Drittel des gesamten Periodensystems aus. Der Verlust von Elektronen macht ein neutrales Atom positiv, wenn das Atom eine größere Anzahl von Protonen als die im Atom verbleibenden Elektronen aufweist. Metalle sind ausgezeichnete elektrische Leiter, da sich die Elektronen leicht von einem Atom zum nächsten bewegen und dabei elektrische Energie mit sich führen. Metalle befinden sich in den Gruppen 1 bis 16 des Periodensystems. Alle Metalle der Gruppe 1 bilden Kationen mit einer Ladung von +1, Metalle der Gruppen 2 bis 12 und der Gruppe 16 bilden Kationen mit einer Ladung von +2, Metalle der Gruppen 13 und 15 bilden ein Kation +3 und Metalle der Gruppe 14 bilden ein +4 Kation.
Anionen
Anionen werden aus den Nichtmetallelementen des Periodensystems wie Sauerstoff, Schwefel und Kohlenstoff gebildet. Diese Elemente befinden sich in den Gruppen 13 bis 17, und jedes von ihnen gewinnt während des Ionenbindungsprozesses Elektronen von anderen Atomen. Diese Verstärkung führt zu einer größeren Anzahl negativ geladener Elektronen als positiv geladener Protonen in einem zuvor neutralen Atom. Sie leiten keinen Strom. Die Nichtmetalle der Gruppen 13 und 15 bilden jeweils ein -3-Kation, während die Nichtmetalle der Gruppe 14 Anionen mit einer -4-Ladung bilden. Nichtmetalle der Gruppe 16 bilden Anionen mit -2 Ladungen, und die Halogene der Gruppe 17 bilden jeweils ein -1 geladenes Anion.