Joner

I den här artikeln går vi igenom hur joner bildas, hur de namnges och vad deras laddning beror på. Innan du läser den här artikeln bör du ha läst artikeln om atomer och underartikeln om elektroner.

Ett sätt att få ädelgaskal

I artikeln om atomer berättade vi att att atomer alltid är oladdade, det vill säga att de alltid innehåller lika många elektroner som protoner. Samtidigt gick vi också igenom att de flesta atomslag inte är helt ”nöjda” med sina elektroner och att naturen strävar efter att ge dem så kallade ädelgasskal (lika många valenselektroner som närmaste ädelgas).

Modell av en litiumatoms elektronskal.Ett sätt att uppnå detta för en atom är genom att göra sig av med överflödiga elektroner eller genom att ta upp så många elektroner som saknas. Som exempel kan vi titta på metallen litium (atomnummer 3) som har två elektroner i K-skalet och en i L-skalet (som är litiums valensskal). Naturen strävar dock efter att litiumatomen ska bli av med valenselektronen och på så vis likna ädelgasen helium (se tabellen nedan över de båda ämnenas elektronskal).

Tabell över litium och heliums elektronskal.

Ett sätt att lyckas med detta är att ge bort elektronen till en annan, mer ”elektronhungrig”, atom. Om detta sker får litiumatomen totalt sett två elektroner, vilket leder till att den får ett underskott av elektroner om vi jämför med antalet protoner som fortfarande är tre. Eftersom de positivt laddade protonerna nu är i majoritet kommer litiumatomen som helhet att vara positivt laddad med laddningen 1+. I och med detta är litiumatomen inte längre någon atom eftersom atomer alltid är oladdade som helhet. Men om det inte är en atom, vad är det då?

Joner och hur de namnges

Atomer som har blivit laddade kallas i stället för joner. En jon kan antingen vara positivt laddad (färre elektroner än protoner) eller negativt laddad (fler elektroner än protoner).

En jon med positiv laddning namnges genom att man tar namnet på det motsvarande atomslaget (i vårt fall litium) och lägger på ändelsen -jon. Vår positivt laddade jon är alltså en litiumjon.

Om man i stället har att göra med en negativt laddad jon använder man en del av atomslagets latinska eller svenska namn och lägger därefter på ändelsen -idjon. En negativ jon av atomslaget klor kallas till exempel kloridjon medan en negativ jon av atomslaget syre kallas för oxidjon.

Ska man skriva jonen med kemiska beteckningar tar man det motsvarande atomslagets beteckning (i vårt fall Li) och skriver laddningen med upphöjda tecken till höger om denna. Litiumjonen borde alltså få beteckningen Li1+. Det vanligaste är dock att siffran 1 utelämnas och att man skriver Li+. Samma sak gäller för negativt laddade joner; en kloridjon med laddningen 1− skrivs Cl och en oxidjon med laddningen 2− skrivs O2−.

Elektroner kan inte försvinna

Modell av en fluoratoms elektronskal.

Nog om detta! Låt oss i stället gå tillbaka till litiumatomen. En elektron kan inte bara ”försvinna” från en atom, utan måste kunna tas upp av någon annan atom om den ska kunna avges. Ett exempel på ett atomslag som kan tänkas ta upp vår litiumatoms elektron är fluor (atomnummer 9). En fluoratom har 2 elektroner i K-skalet och 7 stycken i L-skalet. Detta innebär att den bara behöver en elektron extra för att få likadana elektronskal som ädelgasen neon (se tabellen nedan). Om detta sker bildas en negativt laddad fluoridjon med laddningen 1−.

Tabell över fluors elektronskal.

Vi känner nu till ett atomslag som gärna avger en elektron och ett annat atomslag som gärna tar upp en elektron. Låter vi litium reagera med fluor är det alltså inte så svårt att lista ut vad som händer – litiumatomerna avger sina valenselektroner och fluoratomerna kommer att ta upp dem.

litium-fluor-B

Övningsuppgifter

Nedan följer ett gäng övningsuppgifter på det du hittills har lärt dig. Tänk på att det viktigaste inte är att du ska klara dem direkt, utan att du ska förstå konceptet när du läser det rätta svaret.

Uppgift 1Svar

Vilken laddning har följande partiklar?
a) En kväveatom, N
b) En kalciumjon, Ca2+
c) En jodidjon, I

a) En kväveatom är, precis som alla andra atomer, oladdad.
b) Vi avläser laddningen i den kemiska beteckningen för kalciumjonen till 2+.
c) På samma sätt ser vi att laddningen för jodidjonen är 1−.

Uppgift 2Svar

Hur många elektroner har en oxidjon, O2−?

Ur periodiska systemet får vi att syre (O) har atomnumret 8, vilket innebär att att en syreatom har 8 protoner i sin kärna samt 8 elektroner. En oxidjon har laddningen 2− och är alltså en syreatom som har tagit upp 2 extra elektroner. 2 + 8 = 10, alltså har en oxidjon 10 elektroner.

Uppgift 3Svar

Magnesiums 12 elektroner är fördelade på följande vis:

Skal Antal
K 2
L 8
M 2

Vilken jon bildas när magensiumatom får ädelgasskal på enklast möjliga sätt?

Det enklaste sättet för magnesium att få ädelgasskal är att avge de två elektronerna i M-skalet. När detta sker finns det två protoner fler än antalet elektroner. Det innebär att magnesiumatomen inte längre är en atom utan en magnesiumjon, med laddningen 2+ (skrivs Mg2+).

Uppgift 4Svar

Hur kan vi förvänta oss att magneisum reagerar med klor, som har har elektronstrukturen

Skal Antal
K 2
L 8
M 7

För att få ädelgasskal (8 elektroner i M-skalet) behöver klor ta upp en elektron från omgivningen. Det är därför rimligt att anta att magnesium och klor kan reagera på ett sådanat sätt, att två elektroner hoppar över från varje magnesiumatom till två kloratomer. Då bildas en magneisumjon (Mg2+) med elektronstrukturen

Skal Antal
K 2
L 8

och två kloridjoner (Cl), med strukturen

Skal Antal
K 2
L 8
M 8

Artikeln skriven av Oskar Henriksson. Lämna feedback / ställ en fråga.
Publicerad 19 februari 2011. Senast uppdaterad 9 november 2017.

Kommentarer är stängda