محتويات
ما هي الكاتيونات؟
الكاتيون (Cation) هو أيون يحمل شحنة كهربائية موجبة. يتكون من ذرة أو مجموعة ذرات فقدت واحدًا أو أكثر من إلكتروناتها. تتكون المركبات الأيونية من ارتباط الكاتيونات ذات الشحنة الموجبة مع الأنيونات (أيونات سالبة الشحنة). وتتكون الكاتيونات عادةً من عناصر فلزية، بينما تتكون الأنيونات من عناصر لا فلزية.
كيف تتكون الكاتيونات؟
يتشكل الكاتيون عندما تفقد ذرة واحدة أو أكثر من إلكتروناتها. الكاتيونات الشائعة هي تلك التي تفقد إلكترونات التكافؤ، وهي الإلكترونات الموجودة في المدار الخارجي للذرة. في حالتها المتعادلة، تتساوى شحنة البروتونات الموجبة والإلكترونات السالبة في الذرة، مما يجعلها متعادلة كهربائيًا. لكن عند فقدان الإلكترونات، يصبح عدد البروتونات الموجبة أكبر من عدد الإلكترونات السالبة، مما ينتج عنه شحنة موجبة صافية.
مثال على ذلك، صوديوم (Na) الذي يمتلك إلكترون تكافؤ واحد. عند فقدان هذا الإلكترون، يصبح أيون الصوديوم الموجب (Na⁺)، ويكتسب تكوينًا إلكترونيًا مستقرًا مشابهًا للغازات النبيلة. في الظروف العادية، نادراً ما تفقد الذرة أكثر من ثلاثة إلكترونات.
تصنف الكاتيونات حسب شحنتها: أحادية الشحنة (فقدان إلكترون واحد)، ثنائية الشحنة (فقدان إلكترونين)، وثلاثية الشحنة (فقدان ثلاثة إلكترونات). هناك أيضاً أيونات ثنائية القطب ذات شحنة متعادلة لكنها تمتلك أجزاءً ذات شحنات موجبة وسالبة.
أمثلة على الكاتيونات واستخداماتها
سميت الكاتيونات بهذا الاسم لأنها تنجذب إلى القطب السالب (الكاثود) في المجال الكهربائي. لها دور حيوي في الكائنات الحية. فمثلاً، كاتيونات الصوديوم (Na⁺)، البوتاسيوم (K⁺)، والمغنيسيوم (Mg²⁺) ضرورية لتنظيم ضغط الدم وانقباض العضلات، بينما يدخل الكالسيوم (Ca²⁺) في بناء العظام.
يستخدم كاتيون الصوديوم في تنقية المياه، كما يدخل في صناعة ملح الطعام (كلوريد الصوديوم) المستخدم في الطعام كمنكه ومادة حافظة.
إليك بعض الأمثلة الإضافية على الكاتيونات ورموزها:
| الاسم | الرمز |
|---|---|
| الهيدرونيوم | H₃O⁺ |
| الأمونيوم | NH₄⁺ |
| الفضة | Ag⁺ |
| الليثيوم | Li⁺ |
| الكالسيوم | Ca²⁺ |
| الزئبق | Hg₂²⁺ |
| الحديد الثنائي | Fe²⁺ |
| الباريوم | Ba²⁺ |
| المغنيسيوم | Mg²⁺ |
| الحديد الثلاثي | Fe³⁺ |
| الألمنيوم | Al³⁺ |
المصادر
تم الاستعانة بمجموعة متنوعة من المصادر العلمية والمراجع الكيميائية لكتابة هذا المقال. لم يتم ذكر المراجع بشكل مفصل هنا لأسباب تتعلق بحجم النص، ولكن يمكن الحصول على مزيد من المعلومات من خلال البحث عن المصطلحات العلمية المذكورة.
