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Ionen sind elektrisch geladene Atome oder Verbindungen. Sie entstehen, wenn Atome Valenzelektronen aufnehmen oder abgeben.Über Ionen

Als Ionen werden elektrisch geladene Atome oder Verbindungen bezeichnet. Sie kommen sowohl in der anorganischen als auch in der organischen Chemie vor.

Ionen können einfach oder mehrfach positiv (+) oder negativ (-) geladen sein. Ungeladene Atome und Verbindungen sind neutral (ungeladen).

Ionen mit einer positiven Ladung werden als Kationen bezeichnet und Ionen mit einer negativen Ladung sind Anionen. Als Merkhilfe kommt diese Eselsbrücke zur Anwendung:

• Ka+ionen (positive Ladung +)
• ANionen (Negativ geladen)

Bei der Elektrolyse bewegen sich die Kationen zur Kathode und die Anionen zur Anode.

Gleiche Ladungen ziehen sich an und entgegengesetzte Ladungen stossen sich ab.

Ladungen entstehen aufgrund von Änderungen der Anzahl Valenzelektronen der Atome. Gibt beispielsweise elementares Magnesium (Mg:) seine beiden Valenzelektronen ab, entsteht das zweifach positiv geladene Magnesiumion (Mg²⁺). Denn es liegt ein Ungleichgewicht zwischen den positiv geladenen Protonen im Kern des Atoms und den negativ geladenen Elektronen in der Elektronenhülle vor.

Ionen, zum Vergrössern anklicken. Illustration © PharmaWiki

Beim Kation gilt:

• Elektronen < Protonen

Beim Anion gilt:

• Elektronen > Protonen

Ein Proton ist einfach positiv (+1) und ein Elektron ist einfach negativ geladen (-1). Dabei handelt es sich jeweils um eine Elementarladung (e).

Metalle wie Lithium, Natrium und Calcium haben eine geringe Elektronegativität, geben Elektronen ab und sind deshalb üblicherweise positiv geladen.

Elemente mit einer hohen Elektronegativität oben rechts im Periodensystem wie beispielsweise Sauerstoff, Fluor und Chlor nehmen Elektronen auf und sind deshalb als Ionen negativ geladen.

Ionen werden anders bezeichnet als die entsprechenden neutralen Atome. Typisch für die Nomenklatur ist das Suffix -id. Also beispielsweise Chlorid, Oxid, Bromid, Sulfid und so weiter. Bei Verbindungen ist auch das Suffix -at geläufig, also etwa Phosphat, Carbonat, Chlorat oder Permanganat. Bei Metallen wird das Suffix -ion verwendet, es wird also beispielsweise vom Natriumion und vom Caliumion gesprochen.

Ladungen sind diskret, d.h. es gibt keine halben oder Viertelladungen. Der Grund liegt darin, dass ein Elektron eine ganze negative und ein Proton eine ganze positive Ladung trägt. Es gibt keine halben Protonen und Elektronen.

Salze wie beispielsweise das Kochsalz Natriumchlorid entstehen als neutrale Verbindung positiv und negativ geladener Ionen. Die Bindung wird als ionische Bindung bezeichnet. Viele pharmazeutische Wirkstoffe liegen als Salze vor, siehe im Artikel Wirkstoffsalze. Dies gilt auch für viele Chemikalien, die in der Pharmazie verwendet werden.

Ein sogenanntes Zwitterion enthält im selben Molekül sowohl eine positive als auch eine negative Ladung. Weil sich die beiden ausgleichen, ist das Zwitterion nach aussen neutral. Beispiele sind die Aminosäuren.

siehe auch

Salze, Wirkstoffsalze

Literatur

• Fachliteratur
• Lehrbücher der Physik und Chemie

Autor

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Der Autor dieses Artikels ist Dr. Alexander Vögtli. Dieser Artikel wurde zuletzt am 28.9.2022 geändert.
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