الأيون السالب، أو الأنيون، جسيم له شحنة كهربائية صافية سالبة. قد يتكون من ذرة واحدة أو من مجموعة ذرات مترابطة. في الأيون الذري السالب يكون عدد الإلكترونات أكبر من عدد البروتونات؛ هذه الزيادة هي ما يفسر علامة السالب. [1][2]
من التعادل إلى الشحنة السالبة
الذرة المتعادلة تحتوي عددًا متساويًا من البروتونات والإلكترونات. في التفاعلات الكيميائية المعتادة يمكن أن تفقد الإلكترونات أو تكتسبها مع بقاء عدد بروتونات النواة ثابتًا. اكتساب إلكترون واحد يجعل الأيون الذري يحمل شحنة سالبة واحدة. [2][3]
للتمييز بين النوعين: فقد الإلكترونات يعطي كاتيونًا موجبًا، واكتسابها يعطي أنيونًا سالبًا. البروتونات لم تتحول إلى جسيمات سالبة؛ الذي تغير هو ميزان الشحنات في الجسيم كله.
مثال الكلوريد خطوة بخطوة
الكلور عدده الذري 17، ولذلك تحتوي نواته 17 بروتونًا. الذرة المتعادلة لها 17 إلكترونًا. إذا اكتسبت إلكترونًا أصبحت 18 إلكترونًا، وصارت شحنتها، بوحدات الشحنة الأساسية: 17 − 18 = −1. نرمز للأيون الناتج بالصيغة Cl⁻. [2]
لا يتغير اسم العنصر إلى عنصر آخر، لكن اسم الأيون هو الكلوريد. وإذا قرأت الصيغة Cl⁻ فإن السالب يصف الشحنة؛ ليس معناه أن كتلة الأيون سالبة أو أن في نواته بروتونات أقل من الصفر.
ليس كل أنيون ذرة واحدة
| المثال | نوع الأيون | الشحنة |
|---|---|---|
| Cl⁻: الكلوريد | أحادي الذرة | −1 |
| OH⁻: الهيدروكسيد | متعدد الذرات؛ أكسجين وهيدروجين | −1 |
| SO₄²⁻: الكبريتات | متعدد الذرات؛ كبريت وأربع ذرات أكسجين | −2 |
في الأيون المتعدد الذرات تكون الشحنة للمجموعة المترابطة كلها. لا نوزع الشحنة السالبة الظاهرة على كل ذرة بالتساوي من غير تحليل للترابط. ووجود ذرات الأكسجين لا يكفي وحده لاستنتاج مقدار الشحنة. [2]
كيف نقرأ الأعداد في الصيغة؟
في SO₄²⁻ يدل 4 السفلي على عدد ذرات الأكسجين في مجموعة واحدة، بينما يدل 2 السالب العلوي على مقدار شحنة المجموعة. تغيير الرقم السفلي يغير تركيب المجموعة، وتغيير الشحنة يغير وصفها الكهربائي؛ الوظيفتان مختلفتان.
وفي الحساب العام لأيون أحادي الذرة، نحسب الشحنة بعد طرح عدد الإلكترونات من عدد البروتونات. إذا كان عدد البروتونات 9 وعدد الإلكترونات 10، فالشحنة −1. وإذا كان عدد البروتونات 8 وعدد الإلكترونات 10، فالشحنة −2. هذا يوضح لماذا لا تعني كل علامة سالبة شحنة مقدارها واحد.
ما دور الأيونات السالبة في الأملاح؟
تجذب الشحنات المتعاكسة بعضها. لذلك توجد أنيونات وكاتيونات في المركبات الأيونية، ويكون مجموع الشحنات في الصيغة المتعادلة صفرًا. في كلوريد الصوديوم تتوازن شحنة Na⁺ مع شحنة Cl⁻. [2]
هذا تفسير لبنية ملح أيوني، وليس قاعدة تقول إن جميع المواد تتكون من أيونات. وهناك جزيئات متعادلة تشترك ذراتها في الإلكترونات. كذلك لا تكفي عبارة «أيونات سالبة» وحدها لإثبات فوائد صحية لجهاز أو بيئة؛ بحثنا هنا يشرح المعنى الكيميائي للشحنة.
المصادر ومتابعة القراءة
- IUPAC: تعريف الأيون (يفتح في نافذة جديدة)goldbook.iupac.org
- OpenStax: الأيونات الأحادية والمتعددة الذرات والشحنات (يفتح في نافذة جديدة)openstax.org
- هيئة الرقابة النووية الأمريكية: شرط تعادل الذرة (يفتح في نافذة جديدة)nrc.gov
أُعدّ هذا المقال بصياغة عربية أصلية بالاستناد إلى المصادر أعلاه، وهو مدخل تمهيدي إلى الموضوع. اقرأ منهجية المحتوى وحدوده.