תוֹכֶן
אטום הוא אחד החלקיקים הקטנים ביותר של יסוד נתון בעל תכונותיו. הוא מורכב מגרעין, שיש בו פרוטונים ונויטרונים, כמו גם ענן אלקטרונים שמקיף את הגרעין ברמות אנרגיה שונות, או אורביטלים. לאטום ניטרלי יש מספר זהה של פרוטונים ואלקטרונים. עם זאת, אטומים נוטים להיות יציבים יותר עם 8 אלקטרונים במסלולם החיצוני ביותר. הם יכולים להשיג או לאבד אלקטרונים כדי למלא את המסלול עד שהם מגיעים לכמות זו. האטום הופך ליון עם מטען חיובי או שלילי תלוי אם הוא צבר או איבד אלקטרונים.
יון חיובי
כאשר אטום מאבד אלקטרונים אחד או יותר, הוא מאבד מטען שלילי. זה יכול להתרחש כאשר אטום מתקרב לאחר שיש בו שישה או שבעה אלקטרונים במסלולו החיצוני ביותר. מכיוון שהגרעין שלו נמצא במרכז האטום, והפרוטונים לכודים שם, הוא שומר על כל המטענים החיוביים. אובדן של אלקטרון אחד מביא ליון עם מטען חיובי 1+, אובדן של שני אלקטרונים מביא למטען יונים 2+ וכן הלאה. לדוגמא, כאשר אטום נתרן עם 11 פרוטונים מאבד אלקטרון ומשאיר רק 10, נשאר מטען חיובי גבוה יותר. יונים חיוביים נקראים קטיונים, והם יכולים בקלות להתייחס ליונים שליליים, המומסים בתמיסה מימית.
יון שלילי
כאשר אטום צובר אלקטרונים אחד או יותר, הוא צובר מטען שלילי. זה קורה כאשר אטום מתקרב לאחר שיש לו אלקטרונים אחד או שניים במסלולו החיצוני ביותר. הגרעין ממוקם במרכז האטום ויש לו את כל הפרוטונים שלו. האלקטרונים הנוספים מייצרים יון עם מטען חשמלי שלילי, שכמות המטען שווה לכמות האלקטרונים שהתקבלו. השגת אלקטרון אחד גורמת ליון עם מטען שלילי 1-, השגת שניים מייצרת יון של מטען 2- וכן הלאה. לדוגמא, כאשר אטום כלור (Cl) עם 17 פרוטונים צובר אלקטרון אחד, הוא מקבל 18 אלקטרונים. האלקטרון הנוסף מוסיף מטען שלילי ליון. יונים שליליים נקראים אניונים, והם יכולים בקלות להתייחס ליונים חיוביים, המומסים בתמיסה מימית.
אֵנֶרְגִיָה
כאשר אטום הופך ליון, מספר האלקטרונים אינו הדבר היחיד שמשתנה. גם האנרגיה באטום משתנה. יש צורך בהוצאת אלקטרון ממסלולו. אנרגיה זו מכונה אנרגיית יינון. באופן כללי, ככל שיש פחות אלקטרונים במסלול החיצוני ביותר, יהיה צורך באנרגיית יינון פחותה כדי להסיר כמה אלקטרונים מהאטום. לדוגמה, לנתרן (Na) יש רק אלקטרון אחד במסלולו החיצוני ביותר, ולכן אין צורך באנרגיה רבה כדי להסיר אותו. עם זאת, הניאון כולל 8 אלקטרונים במסלולו החיצוני ביותר, המהווה את התצורה האידיאלית לכל אטום. כתוצאה מכך, ייקח כמות קיצונית של אנרגיה כדי להפוך את האטום הזה ליון.
מוצקים ופתרונות
כאשר היונים מתאחדים והופכים לתרכובת מוצקה, הם נלכדים בכוחות האלקטרומגנטיים בין היונים. בניגוד לקשרים קוולנטיים, כאשר שני אטומים חולקים 2 אלקטרונים או יותר כדי להגיע ל- 8 במסלולם החיצוני ביותר, בקשרים יוניים אלה האלקטרונים מוקצים לאטום אחר. יונים נמצאים בדרך כלל בתמיסות מימיות. הסיבה לכך היא שהם יכולים לנוע בחופשיות סביב מולקולות מים. דוגמה לכך מתרחשת כאשר מלח שולחן (נתרן כלורי NaCl) מתמוסס במהירות במים.
