Przegląd

Kiedy atomy zyskują lub tracą elektrony, aby osiągnąć bardziej stabilną konfigurację elektronową, tworzą jony. Wiązania jonowe to przyciąganie elektrostatyczne między jonami o przeciwnych ładunkach. Związki jonowe są sztywne i kruche, gdy są stałe i mogą dysocjować na jony składowe w wodzie. Natomiast związki kowalencyjne pozostają nienaruszone, chyba że reakcja chemiczna je przerwie.

Przeciwstawne ładunki utrzymują jony razem w związkach jonowych

Wiązania jonowe to odwracalne oddziaływania elektrostatyczne między jonami o przeciwstawnych ładunkach. Pierwiastki, które są najbardziej reaktywne (tj. mają większą tendencję do ulegania reakcjom chemicznym) to te, które mają tylko jeden elektron walencyjny (np. Potas) i te, które potrzebują jeszcze jednego elektronu walencyjnego (np. chlor).

Jony, które tracą elektrony, mają ładunek dodatni i są określane jako kationy. Jony, które zyskują elektrony, mają ładunek ujemny i nazywane są anionami. Kationy i aniony łączą się w proporcjach, które dają ładunek netto równy 0 dla związku, który tworzą. Na przykład związek chlorek potasu (KCl) zawiera jeden jon chlorkowy na każdy jon potasu, ponieważ ładunek potasu wynosi +1, a ładunek chlorku wynosi -1. Związek chlorek magnezu (MgCl₂) zawiera dwa jony chlorkowe na każdy jon magnezu, ponieważ ładunek magnezu wynosi +2.

Jony mogą dysocjować od siebie w wodzie

Siły elektrostatyczne utrzymujące razem związki jonowe są silne, gdy związki są w postaci stałej. Ponieważ temperatury topnienia związków jonowych są zwykle bardzo wysokie, na ogół znajdują się one w postaci ciał stałych na powierzchni Ziemi. Jednak wiązania jonowe nie są tak silne jak wiązania kowalencyjne, ponieważ jony mogą być rozrywane lub rozpuszczane w reakcjach chemicznych, cieczach, takich jak woda. Mówi się, że jony rozpuszczone w wodzie zachodzą w reakcji chemicznej, a wiele jonów jest zdolnych do przewodzenia prądów elektrycznych w tej formie.

Elektrolity są ważne dla systemów biologicznych

Elektrolity to jony, które po rozpuszczeniu w wodzie mogą przewodzić prąd. W systemach biologicznych elektrolity są niezbędne do regulacji osmotycznej - równowagi wody przez błony komórkowe. Elektrolity przyczyniają się również do krytycznych procesów biologicznych, które opierają się na ładunkach elektrycznych przechodzących przez błonę komórkową, takich jak skurcze mięśni i impulsy nerwowe. Typowe elektrolity biologiczne obejmują jon wapnia (Ca²⁺), jon sodu (Na⁺), jon magnezu (Mg²⁺), jon potasu (K⁺), jon fosforanowy (PO₄^3-) i jon chlorkowy (Cl^-).

Brak równowagi elektrolitowej może powodować poważne objawy fizyczne, a nawet śmierć. Jednym z najczęściej spotykanych zaburzeń równowagi elektrolitowej jest hiponatremia, czyli niewystarczający poziom sodu we krwi. Hiponatremia może być objawem innego stanu chorobowego lub spowodowana spożyciem zbyt dużej ilości wody bez odpowiedniego zastąpienia sodu. Leczenie tego poważnego schorzenia ma na celu przywrócenie równowagi sodu w organizmie, aby mózg, serce i inne narządy mogły prawidłowo funkcjonować.