اي الخيارات الاتيه تحتوي على ايونات هيدرونيوم اكثر في محلولها المائي

اي الخيارات الاتيه تحتوي على ايونات هيدرونيوم اكثر في محلولها المائي، الأَيُون (أو الشاردة) هو نوع كيميائي (ذرّة أو جزيء) مشحون كهربائياً. يمكن التمييز بين الأيونات السالبة وبين الأيونات الموجبة. على العموم تتعلق الشحنة بعدد الإلكترونات؛ إذا كان عدد الإلكترونات في النوع الكيميائي أكثر من عددها في الحالة المعتدلة فالشحنة تكون سالبة؛ وإذا كان عدد الإلكترونات في النوع الكيميائي أقل من عددها في الحالة المعتدلة فالشحنة تكون موجبة.

الأيونات السالبة والموجبة

• بالنسبة للذرات فالأيون الموجب هو ذرة أو جزيء يفوق عدد بروتوناتها عدد الإلكترونات، أي تفوق الشحنة الموجبة في الذرة الشحنة السالبة. يتكون الأيون الموجب بسبب خسارة الذرة للإلكترونات (مقدار الشحنة الموجبة التي تأخذها الذرة يتعلق بعدد الإلكترونات التي تخسرها). فمثلاً، إذا خسرت الذرة إلكترونًا واحدًا بعد أن كانت حيادية (متعادلة، أي عدد الإلكترونات = عدد البروتونات) فعدد البروتونات يصبح فيها أكبر من عدد الإلكترونات بوحدة واحدة أي أن الذرة تشحن بشحنة موجبة (+1).
• بالنسبة للذرات فالأيون السالب هو ذرة يفوق إلكتروناتها عدد البروتونات، أي تغلب الشحنة السالبة في الذرة الشحنة الموجبة. مقدار الشحنة السالبة للذرة يتعلق بعدد الإلكترونات التي تكتسبها الذرة، فمثلاً إذا اكتسبت الذرة إلكترونا واحدا، فعدد الإلكترونات يصبح فيها أكبر بوحدة واحدة من عدد البروتونات. وبما أن شحنة الإلكترون سالبة، إذن تشحن الذرة بشحنة (-1).

تاريخ الاكتشاف

كلمة أيون في اليونانية ιον (الذهاب)، النعت الحالي ιεναι، ienai، «للذهاب». وقدم هذا المصطلح من قبل الفيزيائي الإنجليزي والكيميائي مايكل فاراداي في عام 1834 لهذه الأنواع غير المعروفة في ذلك الوقت التي تذهب' من قطب إلى آخر من خلال وسط مائي.

الكاتيونات (الأيونات الموجبة)

الأيونات الموجبة الشحنة تسمى كاتيونات. ويتكون الكاتيون عندما تفقد ذرة إلكترونات. ونظرا لأن النواة الذرية تحتفظ بعدد البروتونات فيها (في الذرة المتعادلة تتساوى فيها عدد البروتونات وعدد الإلكترونات)، ولذلك يظهر الأيون بأن له شحنة موجبة.

أمثلة:

• تكون أيون الصوديوم: Na → Na⁺ + e
• تكون أيون المغنسيوم: Mg → Mg²⁺ + 2e
• تكون أيون ألومنيوم: Al → Al³⁺ + 3e
• تكون أيون قصدير: Sn → Sn⁴⁺ + 4e

بصفة عامة تكوّن الفلزات كاتيونات (أيونات موجبة).

الهَابِطَة أو الشاردة الهابطة أو الدالف المَهْبَطِيّ أو الكَاتْيُون نقحرة من (بالإنجليزية: cation)‏ هي شاردة موجب الشحنة. الدوالف الموجبة الشحنة تسمى هوابط أو كاتيونات. وتتكون الشاردة الهابطة عندما تفقد ذرة إلكترونات. ونظرا لأن النواة الذرية تحتفظ بعدد البروتونات فيها (في الذرة المتعادلة تتساوى فيها عدد البروتونات وعدد الإلكترونات)، ولذلك تظهر الشاردة بأن لها شحنة موجبة.

الأنيونات (الأيونات السالبة)

تسمى الأيونات سالبة الشحنة أنيونات، ويتكون الأنيون عندما تكتسب الذرة إلكترونا. بذلك يصبح للذرة شحنة زائدة من الإلكترونات، فتكون سالبة الشحنة.

مثال: اللافلزات - تكون أيونات سالبة الشحنة.
معادلة تكوّن أيون الكلور: Cl + e⁻ → Cl
معادلة تكوّن أيون السلفيد: S + 2e⁻ → S⁻²

ملحوظة: نظرا لتعثر نقل الصيغة الإنجليزية (من اليسار إلى اليمين) إلى الصيغة العربية (من اليمين إلى اليسار) فقد تعذر وضع العلامة السالبة على أيون الكلور، في المعادلة إلى اليمين. ولكن مثال السلفيد يوضح ذلك، وقد اكتسب شحنتين سالبتين (أي اكتسب إلكترونين).

تتكون الأيونات عند إذابة أملاح في سوائل مثل الماء، فهي تتفكك.

وجودها واستخداماتها

الأيونات هي أساس عمل البطاريات وبطارية السيارة والخلية الضوئية. كما تلعب الكهارل دورا أساسيا في التمثيل الغذائي في جسم الإنسان وجميع الكائنات الحية ومن ضمنها النباتات.

وتستخدم في طلاء المعادن بالجلفنة وتنقية المعادن من الشوائب واستخراج الألمونيوم.

وتستخدم الأيونات في الفيزياء لإجراء بعض التجارب مثلما في مصدر أيوني، ونجدها طبيعيا في ريح شمسية التي تأتي إلى الأرض، وفي الأضواء القطبية وفي البرق، وعندما تتحد الأيونات المختلفة الشحنة ببعضها البعض تصدر أحيانا ضوءا مثلما عند احتكاك الشهب في الغلاف لتقاء.

كذلك يتم إصدار الضوء في لمبات الخلخلة الكهربائية. ويسمى الغاز المحتوي على أغلبية من الأيونات بلازما.

يمكن لأيونات الغازات الخاملة الترابط مع بعضها وتكوين رابطة أيونية. أمثال تلك الغازات الهيليوم والنيون والكريبتون. كما تستخدم مركبات الهالوجينيات في توليد وصناعة الليزر، مثلما في ليزر إكسيمر وهو يشبه في عمله ليزر ثاني أكسيد الكربون.

اي الخيارات الاتيه تحتوي على ايونات هيدرونيوم اكثر في محلولها المائي

تُعرّف أيونات الهيدرونيوم على أنها جزيئات الماء اكتسبت أيون هيدروجين إيجابي إضافي، تتشكل في الماء النقي أو عند وجود الحمض في الماء، تكمن أهميته في التفاعلات الكيميائية التي تحدث في المحاليل المائية، كما أن تركيزه نسبةً إلى شوارد الهيدروكسيد يمثل مقياس مباشر لدرجة حموضة المحلول.

ما هو الهيدرونيوم؟

يتشكّل أيون الهيدرونيوم (+H3O) طريق الجمع بين أيون الهيدروجين(H+) وجزيء الماء (H2O)، يتمتع ببنية هرمية ثلاثية الأبعاد، تتكوّن من ثلاث ذرات هيدروجين وذرة أكسجين واحدة، تحمل زوج وحيد من الإلكترونات، تبلغ زاوية الرابطة بين الذرات 113°.

H2O  ⇌  OH− + H +

ترتبط أيونات (+H) بجزيئات الماء (H2O) في المحلول لتكوّن أيون الهيدرونيوم(H3O+) ، وذلك لأن أيونات الهيدروجين غير موجودة في المحاليل المائية، ولكنها تأخذ شكل أيون الهيدرونيوم (+H3O)، التفاعل في هذه الحالة عكوس أي أنه يسير في كلا الاتجاهين، بالوقت الذي تتفكك فيه جزيئات الماء لا تلبث أن تتحد أيونات الهيدروكسيل (OH−) مع أيونات الهيدروجين (+H) ليتشكّل الماء.

يجذب جزيء الماء أيونات الهيدروجين (+H) نظرًا لقطبيته، وبالتالي فإنه يحمل شحنة جزئية (سالبة) وذلك يعود لكون الأكسجين أكثر كهرسلبية من الهيدروجين.

ففي الرابطة بين الهيدروجين والأكسجين، يسحب الأكسجين زوج الإلكترونات المشتركة بقوة أكبر، مما يتسبّب في ظهور شحنة جزئية سالبة على الجزيء ويجعله ينجذب إلى الشحنة الموجبة لـ (+ H) ليتشكل الهيدرونيوم.

ويكون التفاعل العام لتفكك الماء لتكوين الهيدرونيوم على النحو التالي:

H2O  ⇌  OH-  + H3O+

كما تتكون أيونات الهيدرونيوم عندما يتفكك الحمض بوجود الماء، ترتبط أيونات الهيدروجين (+H) بجزيئات الماء، فعلى سبيل المثال  تفكك حمض الهيدروكلوريك في وجود الماء:

HCl + H2O → H3O + + Cl−

كما يعتمد الرقم الهيدروجيني للمحلول على تركيزه أيونات الهيدرونيوم فيه، في عينة من الماء النقي ، يكون تركيز الهيدرونيوم (1 × 10_7) مول لكل لتر (0.0000001M ) في درجة حرارة الغرفة، إن معادلة إيجاد الأس الهيدروجيني لمحلول باستخدام تركيزه من الهيدرونيوم هي:

log (H3O+) − = PH

بتطبيق هذه المعادلة، يساوي الرقم الهيدروجيني للمياه النقية 7، يرتفع الرقم الهيدروجيني أو ينخفض تبعًا للتغيير في تركيز أيونات الهيدرونيوم.

في الكيمياء أيون الهيدرونيوم ⁺H₃O هو الكاتيون المائي وله شحنة موجبة تأتي عن طريق ارتباط 1 بروتون ب جزيئ الماء. وهو موجود بكمية صغيرة في أي محلول يحتوي على الماء وينتج من تفاعل اثنين من جزيئات الماء، ولكنه يوجد بتركيزات عالية في محاليل الأحماض (حمضية). الهيدرونيوم Hydronium هو الاسم الشائع وكما أن هذا الأيون يعتبر أحد أنواع الأيونات المسماة أوكسونيوم oxonium.

اكتشف الهيدرونيوم أولا في الغازات . ولكن مسألته أكثر تعقيدا ويمكننا الاعتماد على تصورنا الموصوم أعلاه بصفة عامة . في السوائل نجد أن البروتون قد يرتبط ليس فقط بجزيئ واحد من الماء كما هو موصوف أعلاه، وإنما يمكنه الارتباط بعدة جزيئات مثل H₅O₂⁺و H₇O₃⁺ و H₉O₄⁺ ، وهو سلوك للبروتون يقترب أكثر من الحقيقة في المحاليل المائية.

• السؤال: اي الخيارات الاتيه تحتوي على ايونات هيدرونيوم اكثر في محلولها المائي

• الإجابة: الحمض القوى.