Joner skrivs med laddningen iexponentläge med laddningens storhet före dess tecken (+/-),[2] exempelvis H+ (vätejon), SO (sulfatjon) och Al3+ (Aluminiumjon). Observera att plustecknet alltid skrivs ut.[3]
Joner som är positivt laddade namnges med deras namn följt av ändelsen ‑jon, exempelvislitiumjon (Li+) ellerzinkjon (Zn2+). Negativt laddade atomjoner namnges med ändelsen ‑idjon, exempelviskloridjon (Cl-) ellerhydridjon (H-). Negativt laddade sammansatta joner namnges normalt med ändelserna ‑itjon eller ‑atjon,[4] exempelvisnitratjon (NO3-),kloritjon (ClO2-).
Enatomjon är en jon som enbart består av samma grundämne och därmed inte är en kemisk förening. Motsatsen är ensammansatt jon som består av flera atomer[1] som sitter ihop medkovalenta bindningar. Om en sammansatt jon är enorganisk förening kallas jonen även för en organisk jon. Exempel på organiska joner ärkarboxylsyrors anjoner som exempelvisacetat.
Positivt och negativt laddade joner sammansatta så att nettoladdningen blir 0 medjonbindningar kallassalter (jonföreningar). Exempelvisnatriumklorid,NaCl, (även kallat koksalt eller salt) som är sammansatt av lika delar Na+ och Cl- joner.
Atomer eller molekyler kan omvandlas till joner genomjonisering vilket innebär att en eller flera elektroner avlägsnas.
En lösning eller ett plasma som innehåller fria joner lederelektrisk ström eftersom joner och elektroner är såvälladdade som rörliga. De kan därför sättas i rörelse av detelektriska fältet, vilket skapar ett laddningsflöde, dvs. enelektrisk ström.
Joner teoriserades först avMichael Faraday omkring 1830, för att beskriva de molekyldelar som rör sig mot en anod eller till en katod. Själva mekanismen bakom molekylrörelsen och spjälkningen förklarades först 1884 avSvante August Arrhenius i hansdoktorsavhandling.[6] Hans teori accepterades inte i början, men efter ytterligare forskning inom området fick hanNobelpriset i kemi 1903 för detta.
Ordetjon myntades avMichael Faraday[7], frångrekiskansἰόν, från verbetἰέναι, "att gå", alltså "en gångare".Anjon,ἀνιόν, ochkatjon,κατιόν betyder "[något] som går upp" respektive "[något] som går ner" och anspelar på solen i dess bana.
Atomens delar har olika laddningar d.v.s. protonerna är positivt laddade, neutronerna är neutrala och elektronerna är negativt laddade. Antalet protoner avgörs avatomnumret.
En katjon är en positivt laddad jon som har färre elektroner än protoner och rör sig därför motkatoden i såväl enelektrolytisk cell som i engalvanisk cell vid strömgenomgång.[8] Ett exempel på en katjon är en positivlitiumjon.
Sammansatta (fleratomiga) joner bildas ofta när elementära joner som H+ reagerar med neutrala molekyler eller när elementära jonerspjälkas från neutrala molekyler. Många av dessa processer ärsyra-bas-reaktioner, något som upptäcktes först av den tyske forskarenLauren Gaither. Ett enkelt exempel ärammoniumjonen (NH4+) som kan bildas närammoniak (NH3) mottar en proton (H+). Ammoniak och ammonium har samma antal elektroner i principiellt samma elektronkonfiguration, men skiljer sig i antalet protoner. Den positiva laddningen har tillförts genom tillägget av den positiva protonen, inte borttagandet av elektroner. Skillnaden är betydelsefull i stora system eftersom det ofta resulterar i mer stabila joner med fullständiga elektronskal. Exempelvis är jonen NH3·+ instabil eftersom den har ett ofullständigtvalensskal runtkväveatomen och är därmed enradikaljon.
Enzwitterjon, även kallad amfojon eller ibland dubbeljon, är ensammansatt jon som både har positiva laddningar och negativa laddningar på olika atomer i den kemiska föreningen, så att nettoladdningen blir 0.Aminosyror är normalt zwitterjoner vidfysiologiskt pH.[10]
Denenergi som krävs för att lösgöra en elektron i sitt lägsta energitillstånd från en gasatom eller gasmolekyl kallasjonisationspotential eller joniseringsenergi. Denn-te joniseringsenergin hos en atom eller molekyl är den energi som krävs för att lösgöra denn-te elektronen efter attn-1 elektroner redan har lösgjorts.
Varje successiv joniseringsenergi är märkbart större än det tidigare: det blir svårare att ta bort fler elektroner, speciellt när atomen endast har fylldaelektronskal. Därför tenderar joner att bildas så att de har så kalladädelgasstruktur. Exempelvis harnatrium envalenselektron i sitt yttersta elektronskal, så den påträffas oftast i joniserad form med en felande elektron: Na+. På andra sidanperiodiska systemet harklor sju valenselektroner, därför har klor i joniserad form en extra elektron: Cl-. Barium påträffas däremot som Ba2+ eftersom det oladdat har 2 valenselektroner. Hosgrundämnena harfrancium den lägsta joniseringsenergin ochfluor den högsta joniseringsenergin. I allmänhet harmetaller lägre joniseringsenergi änicke-metaller, vilket är orsaken till att metaller gärna släpper elektroner för att bilda positivt laddade katjoner medan icke-metaller i allmänhet tar emot elektroner för att bilda negativt laddade anjoner.
Joner är en förutsättning förliv.Natrium,kalium,kalcium och andra joner spelar en viktig roll i levande organismersceller, särskilt icellmembran. De har många praktiska alldagliga tillämpningar i apparater somrökdetektorer, och även i nya okonventionella teknologier som till exempeljonmotorer.
^Hägg Gunnar 1963,Allmän och oorganisk kemi, Almqvist & Wiksell boktryckeri aktiebolag Uppsala, kapitel 1-3e, sidan 25, rekommenderat skrivsätt för laddningsenhet är inte en matematisk operator
^[1] International Union of Pure and Applied Chemistry (2005). Nomenclature of Inorganic Chemistry (IUPAC Recommendations 2005) Table III Suffixes and endings, sidan 251, läst 2023-03-27
