कटियन: गठन, आयनों और उदाहरणों के साथ अंतर - रसायन विज्ञान - 2025

एक धनायन एक रासायनिक प्रजाति है जिसका सकारात्मक चार्ज होता है। यह आयनों के साथ दो प्रकार के मौजूदा आयनों के साथ मिलकर बनता है। इसका आवेश परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की कमी का उत्पाद है, जिसके कारण नाभिक में प्रोटॉन अधिक आकर्षण पैदा करते हैं। प्रत्येक इलेक्ट्रॉन के लिए जो एक तटस्थ परमाणु खो देता है, सकारात्मक चार्ज एक इकाई से बढ़ जाता है।

यदि एक परमाणु एक इलेक्ट्रॉन खो देता है, और इसलिए प्रोटॉन की संख्या एक से अधिक है, तो इसका सकारात्मक चार्ज +1 होगा; यदि आप दो इलेक्ट्रॉनों को खो देते हैं, तो चार्ज +2 होगा, और इसी तरह। जब एक पिंजरे में +1 चार्ज होता है, तो इसे मोनोवालेंट कहा जाता है; दूसरी ओर, यदि कहा जाता है कि चार्ज +1 से अधिक है, तो कहा जाता है कि कटाई पॉलीवलेंट है।

हाइड्रोनियम आयन, सबसे सरल उद्धरणों में से एक है। स्रोत: गेब्रियल बोलिवर

ऊपर की छवि cation H ₃ O ^{+ को} दिखाती है, जिसे हाइड्रोनियम आयन कहा जाता है। जैसा कि देखा जा सकता है, इसमें बमुश्किल +1 का चार्ज होता है, फलस्वरूप एक मोनोवैलेन्ट केशन है।

उद्धरण महत्वपूर्ण प्रजातियां हैं, क्योंकि वे अपने पर्यावरण और उनके आसपास के अणुओं पर एक इलेक्ट्रोस्टैटिक बल लगाते हैं। वे पानी के साथ एक उच्च अंतःक्रिया प्रस्तुत करते हैं, एक तरल जो उन्हें नम मिट्टी में हाइड्रेट और स्थानांतरित करता है, बाद में पौधों की जड़ों तक पहुंचता है और उनके शारीरिक कार्यों के लिए उपयोग किया जाता है।

एक कटियन कैसे बनता है?

यह उल्लेख किया गया था कि जब एक परमाणु एक इलेक्ट्रॉन खो देता है, तो इलेक्ट्रॉनों के संबंध में इसकी अधिक संख्या में प्रोटॉन, एक आकर्षक बल का उत्सर्जन करता है जो एक सकारात्मक चार्ज में बदल जाता है। लेकिन इलेक्ट्रॉन का नुकसान कैसे हो सकता है? उत्तर रासायनिक प्रतिक्रियाओं में होने वाले परिवर्तन पर निर्भर करता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एक सकारात्मक रूप से चार्ज परमाणु की उपस्थिति जरूरी नहीं कि पिंजरे का गठन हो। इसके लिए इस तरह के रूप में विचार किया जाना चाहिए, एक नकारात्मक औपचारिक शुल्क के साथ एक परमाणु नहीं होना चाहिए जो इसे बेअसर करता है। अन्यथा, एक ही परिसर के भीतर आकर्षण और प्रतिकर्षण होगा और यह तटस्थ होगा।

औपचारिक अपलोड और अधिक लिंक

इलेक्ट्रोनगेटिव परमाणु अपने सहसंयोजक बंधों से इलेक्ट्रॉनों को उनकी ओर आकर्षित करते हैं। यदि इलेक्ट्रॉनों को समान रूप से साझा किया जाता है, तो भी एक बिंदु आएगा जहां वे आंशिक रूप से अपने बेसल कॉन्फ़िगरेशन की तुलना में कम इलेक्ट्रॉनों होंगे; यह, अन्य तत्वों से बंधे बिना इसके मुक्त परमाणुओं की है।

फिर, ये इलेक्ट्रोनगेटिव परमाणु इलेक्ट्रॉनों की कमी का अनुभव करना शुरू कर देंगे, और इसके साथ, उनके नाभिक के प्रोटॉन आकर्षण का एक बड़ा बल प्राप्त करेंगे; सकारात्मक औपचारिक चार्ज का जन्म होता है। यदि केवल एक सकारात्मक औपचारिक प्रभार है, तो यौगिक एक समग्र सकारात्मक आयनिक चार्ज प्रकट करेगा; इस प्रकार कटियन का जन्म हुआ है।

कटियन एच ₃ ओ ⁺ का ऑक्सीजन परमाणु पूर्वगामी का एक वफादार उदाहरण है। तीन ओएच बांड होने से, पानी के अणु (एचओएच) की तुलना में एक अधिक, यह अपने बेसल राज्य से एक इलेक्ट्रॉन के नुकसान का अनुभव करता है। औपचारिक शुल्क गणना आपको यह निर्धारित करने की अनुमति देती है कि ऐसा कब होता है।

यदि एक और ओएच बांड के गठन को एक पल के लिए मान लिया जाता है, तो शिवलिंग का अंकन एच ₄ ओ ^{2+ प्राप्त किया जाएगा} । ध्यान दें कि धनायन के शीर्ष पर द्विभाजित आवेश इस प्रकार लिखा जाता है: संख्या '+' प्रतीक के बाद; उसी तरह हम आयनों के साथ आगे बढ़ते हैं।

ऑक्सीकरण

धातुएं cation formers par उत्कृष्टता है। हालांकि, उनमें से सभी सहसंयोजक (या कम से कम विशुद्ध रूप से सहसंयोजक) बांड नहीं बना सकते हैं। इसके बजाय, वे आयनिक बांड स्थापित करने के लिए इलेक्ट्रॉनों को खो देते हैं: एक सकारात्मक चार्ज एक नकारात्मक को आकर्षित करता है, भौतिक बलों द्वारा एक साथ आयोजित किया जाता है।

इसलिए, धातुएं M से M ^{n +} तक जाने के लिए इलेक्ट्रॉनों को खो देती हैं, जहां n आमतौर पर आवर्त सारणी पर इसके समूह की संख्या के बराबर होती है; यद्यपि n कई पूर्णांक मान ले सकता है, जो विशेष रूप से संक्रमण धातुओं के साथ होता है। इलेक्ट्रॉनों का यह नुकसान एक प्रकार की रासायनिक प्रतिक्रिया में होता है जिसे ऑक्सीकरण कहा जाता है।

धातु ऑक्सीकरण करते हैं, एक इलेक्ट्रॉन खो देते हैं, उनके परमाणुओं में प्रोटॉन की संख्या इलेक्ट्रॉनों से अधिक होती है, और इसके परिणामस्वरूप एक सकारात्मक चार्ज प्रदर्शित होता है। ऑक्सीकरण होने के लिए, एक ऑक्सीकरण एजेंट होना चाहिए, जो धातुओं द्वारा खोए गए इलेक्ट्रॉनों को कम या हासिल करता है। ऑक्सीजन सबसे अच्छा ज्ञात ऑक्सीकरण एजेंट है।

आयनों के साथ अंतर

एक पिंजरे में परमाणु त्रिज्या का संकुचन। स्रोत: गेब्रियल बोलिवर

एक उद्धरण और आयन के बीच अंतर नीचे सूचीबद्ध हैं:

-सामान्य रूप से धनायन आयन से छोटा होता है। ऊपर की छवि दिखाती है कि दो इलेक्ट्रॉनों को खोने और कटियन मिलीग्राम ²⁺ बनने से मिलीग्राम की परमाणु त्रिज्या कैसे कम हो जाती है; आयनों के साथ विपरीत होता है: वे अधिक ज्वालामुखी बन जाते हैं।

-इसमें इलेक्ट्रॉनों की तुलना में अधिक प्रोटॉन होते हैं, जबकि आयनों में प्रोटॉन की तुलना में अधिक इलेक्ट्रॉन होते हैं।

-छोटे होने पर, इसका चार्ज घनत्व अधिक होता है, और इसलिए इसमें अधिक ध्रुवीकरण शक्ति होती है; यही है, यह पड़ोसी परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन बादलों को विकृत करता है।

-आयन एक ही दिशा में लगाए गए विद्युत क्षेत्र की तरह चलता है, जबकि आयन विपरीत दिशा में चलता है।

सबसे आम उद्धरणों के उदाहरण

monatomic

Monatomic cations ज्यादातर धातुओं से आते हैं (कुछ अपवादों के साथ, जैसे H ⁺)। बाकी हिस्सों में, एक गैर-धातु तत्व से प्राप्त पिंजरे पर विचार करना बेहद दुर्लभ है।

यह देखा जाएगा कि उनमें से कई डी या पॉलीवैलेंट हैं, और यह कि उनके आरोपों के परिमाण आवधिक तालिका में उनके समूहों की संख्या से सहमत हैं।

-लि ⁺

-ना ⁺

-के ⁺

-आरबी ⁺

-सीएस ⁺

-Fr ⁺

-आग ⁺

उन सभी के पास सामान्य रूप से '1+' चार्ज होता है, जो बिना नंबर दर्ज करने के लिए लिखा जाता है, और समूह 1: क्षार धातुओं से भी आता है। इसके अलावा, एजी ⁺ कटियन है, जो संक्रमण धातुओं के सबसे आम में से एक है।

-बी ²⁺

-मग ²⁺

-का ²⁺

-Sr ²⁺

-बा ²⁺

-रा ²⁺

ये शिवलिंग समूह अपने संबंधित धातुओं समूह 2: क्षारीय पृथ्वी धातुओं से प्राप्त होते हैं।

-अत ³⁺

-जीए ³⁺

-इन ³⁺

-टीएल ³⁺

-नहीं ³⁺

बोरान समूह के त्रिगुट के उद्धरण।

अब तक उदाहरणों को एकल वैलेंस या चार्ज के रूप में चित्रित किया गया है। अन्य उद्धरण एक से अधिक मूल्यों या सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था को प्रदर्शित करते हैं:

-Sn ²⁺

-Sn ⁴⁺ (टिन)

-को ²⁺

-को ³⁺ (कोबाल्ट)

-आ ⁺

-अू ³⁺ (सोना)

-फल ²⁺

-Fe ³⁺ (लोहा)

और अन्य धातुओं, जैसे मैंगनीज, में और भी अधिक वैलेंस हो सकते हैं:

-मन ²⁺

-मान ³⁺

-मन ⁴⁺

-मान ⁷⁺

उच्च चार्ज, छोटा और अधिक ध्रुवीकरण करता है।

polyatomic

कार्बनिक रसायन विज्ञान में जाने के बिना, अकार्बनिक और पॉलीएटोमिक पिंजरे हैं जो दैनिक जीवन में बहुत आम हैं; जैसे कि:

-एच ₃ ओ ⁺ (हाइड्रोनियम, पहले से ही उल्लेख किया गया है)।

-एनएच ₄ ⁺ (अमोनियम)।

-कोई ₂ ⁺ (nitronium, नाइट्रीकरण की प्रक्रिया में अब तक)।

-PH ₄ ⁺ (फॉस्फोनियम)।

संदर्भ

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