İyon nedir ve yükü nasıl tahmin edersin?

Atomlar nötrdür, iyonlar değil

Bir atomun çekirdeğinde pozitif yüklü protonlar, çevresinde negatif yüklü elektronlar vardır. Nötr bir atomda sayılar eşittir, bu yüzden yükler birbirini götürür. Bir sodyum atomunun 11 protonu ve 11 elektronu vardır, yani toplam yükü sıfırdır.

Kimyasal bir tepkimede çekirdek değişmez ama elektronlar bir atomdan diğerine geçebilir. Bir atomun elektron sayısı proton sayısından farklı kalırsa net bir yükü olur ve iyon denir. Yükü tek bir çıkarmayla bulabilirsin: yük = proton − elektron.

Katyonlar ve anyonlar

Bir atom elektron verince protonları elektronlarından fazla olur, bu yüzden yükü pozitiftir. Pozitif iyona katyon denir. Sodyum 1 elektron verir: 11 proton − 10 elektron = +1, yani iyon Na⁺'dır. Magnezyum 2 elektron verir: 12 proton − 10 elektron = +2, Mg²⁺ olarak yazılır.

Bir atom elektron alınca elektronları protonlarından fazla olur, bu yüzden yükü negatiftir. Negatif iyona anyon denir. Klor 1 elektron alır: 17 proton − 18 elektron = −1, yani iyon Cl⁻'dir. Oksijen 2 elektron alır: 8 proton − 10 elektron = −2, O²⁻ olarak yazılır.

Yükü yazarken önce sayıyı, sonra işareti üst simge olarak koy: Mg²⁺, Mg⁺² değil. Yük 1 ise sayıyı atla; Na⁺ ve Cl⁻ gibi.

Atomlar neden elektron alır ya da verir?

Atomlar, soy gazlar gibi dolu bir dış kabukla en kararlıdır. Sodyumun elektronları 2, 8, 1 olarak dizilmiştir. Tek dış elektronunu verince geriye neonla aynı dizilim olan 2, 8 kalır. Bunun yerine 7 elektron almak çok daha fazla enerji gerektirirdi, bu yüzden sodyum 1 elektron verir.

Klor 2, 8, 7 olarak dizilmiştir. Yalnızca 1 elektron almak ona argonla aynı olan 2, 8, 8 dizilimini verir. Genel olarak metallerin yalnızca birkaç dış elektronu vardır ve onları vererek katyon oluşturma eğilimindedir; ametallerin ise çok dış elektronu vardır ve daha fazlasını alarak anyon oluşturma eğilimindedir.

Yükleri gruptan tahmin etme

Ana grup elementleri için periyodik tablo olağan yükü söyler. 1. grup metalleri +1 iyonları (Li⁺, Na⁺, K⁺), 2. grup metalleri +2 iyonları (Mg²⁺, Ca²⁺) oluşturur ve 13. gruptaki alüminyum Al³⁺ oluşturur.

Sağ tarafta her atomun 8'e ulaşmak için kaç elektrona ihtiyaç duyduğunu say. 15. grup elementlerinin 5 dış elektronu vardır ve 3 tane daha gerekir, bu yüzden −3 iyonları (N³⁻) oluştururlar. 16. grup elementlerinin 2 tane daha gerekir ve −2 iyonları (O²⁻, S²⁻), 17. grup elementlerinin 1 tane daha gerekir ve −1 iyonları (F⁻, Cl⁻, Br⁻) oluştururlar. Soy gazların kabuğu zaten doludur, bu yüzden yükleri 0'dır. 14. gruptaki karbon ve silisyum ise genellikle basit iyonlar oluşturmak yerine elektron paylaşır.

Birçok geçiş metali birden fazla iyon oluşturabilir. Demir Fe²⁺ ve Fe³⁺, bakır Cu⁺ ve Cu²⁺ oluşturur. Adlarında yükü göstermek için Romen rakamı kullanılır: demir(II) Fe²⁺, demir(III) Fe³⁺ demektir.

İyonları adlandırma ve birleştirme

Katyon elementinin adını korur: Na⁺ sodyum iyonu, Ca²⁺ kalsiyum iyonudur. Tek atomlu bir anyonun adı -ür ya da -it ekiyle biter: klor klorür (Cl⁻), oksijen oksit (O²⁻), kükürt sülfür (S²⁻) ve azot nitrür (N³⁻) olur.

Bir bileşikte pozitif ve negatif yüklerin toplamı sıfır olmalıdır. Na⁺ ve Cl⁻ bire bir dengelenir ve sofra tuzu olan NaCl'yi verir. Kalsiyum klorür, her Ca²⁺ için iki Cl⁻ iyonu gerektirir, bu yüzden formülü CaCl₂'dir. Alüminyum oksit iki Al³⁺ iyonu (toplam +6) ve üç O²⁻ iyonu (toplam −6) gerektirir, bu yüzden Al₂O₃'tür.