Ein Ion [i?o?n] (von altgr. ??? bzw. ??? ión, "gehend") ist ein elektrisch geladenes Atom oder Molekül. Im neutralen Zustand haben Atome oder Moleküle genauso viel Elektronen wie Protonen. Die elektrische Ladung und damit ein Ion entsteht, wenn ein Atom oder Molekül ein oder mehrere Elektronen weniger oder mehr gegenüber dem Neutralzustand hat. Ionen sind bei Elektronenmangel positiv und bei Elektronenüberschuss negativ geladen.
Schnelle Ionen, die sich in einer Richtung bewegen, werden in der Atomphysik, Kernphysik und Teilchenphysik untersucht oder verwendet, siehe Ionenstrahlung, Ionenquelle oder Teilchenbeschleuniger. Ein Plasma (z. B. im Innern der Sterne) ist ein ungeordnetes Ensemble aus schnellen Ionen und Elektronen, die sich bei hoher Temperatur in allen Richtungen bewegen, wie die Moleküle eines Gases.
Die folgenden Ausführungen beziehen sich im wesentlichen auf langsame oder stationäre Ionen.
Positiv geladene Ionen werden Kationen, negativ geladene Anionen genannt, da sie jeweils in einem elektrischen Feld zur Kathode (Minuspol) bzw. zur Anode (Pluspol) wandern. In einem Lösungsmittel bilden sie eine Solvathülle (vgl. Hydrathülle) aus.
Ionen bilden sich aus Atomen, wenn diese Elektronen abgeben oder aufnehmen. Obwohl die Trennung von Ladungen einen Energieaufwand verursacht, können die gebildeten Ionen energetisch günstig sein, wenn sie besonders stabile Konfigurationen haben, zum Beispiel die Oktettregel erfüllen.
Kationen
Positiv geladene Ionen, sog. Kationen, werden gebildet, wenn Atome Elektronen abgeben. Da der Atomkern nach wie vor eine identische positive Ladung besitzt (im neutralen Atom entspricht die Anzahl der Protonen im Kern exakt der Anzahl der ihn umgebenden Elektronen), erscheint das Ion in seiner Gesamtheit als ein positiv geladenes Teilchen.
Beispiel: Metall-Ionen sind in der Regel positiv geladen.
Gleichung für die Natrium-Ionen-Bildung: Na ? Na+ + e-
Gleichung für die Magnesium-Ionen-Bildung: Mg ? Mg2+ + 2e-
Anionen
Negativ geladene Ionen (Anionen) werden gebildet, indem Atome Elektronen aufnehmen. Dadurch entsteht ein Überschuss an Elektronen (negative Ladungsträger), der durch die vorhandenen Protonen (positive Ladungsträger) nicht mehr ausgeglichen wird – die negativen Ladungen überwiegen, das Ion ist negativ geladen.
Beispiel: Nichtmetall-Ionen sind in der Regel negativ geladen.
Gleichung für die Chlorid-Ionen-Bildung: Cl + e- ? Cl-
Gleichung für die Sulfid-Ionen-Bildung: S + 2e- ? S2-
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