Ein Kation (sprich: kat-ion) ist ein positiv geladenes Ion. Da positiv geladene Ionen bei einer Elektrolyse zur Kathode (dem Minuspol) wandern, wurde für sie der Name Kation gewählt.

Kationen entstehen aus Atomen oder Molekülen durch Abgabe von Elektronen oder Aufnahme von Wasserstoff-Ionen H⁺(Protonen).

Salze sind immer aus Kationen und Anionen zusammengesetzt.

Der Austausch zwischen verschiedenwertigen Kationen wird durch die Gapon-Gleichung beschrieben.

Beispiele für einfache und zusammengesetzte Kationen

• einfache Kationen:
  • K ⁺, Na ⁺, Li ⁺, H ⁺, Mg ²⁺, Ca ²⁺, Ba ²⁺, Al ³⁺, Pb ⁴⁺
• zusammengesetztes Kation (Molekülkation):
  • NH ₄ ⁺ (Ammonium-Ion)
  • H₃O ⁺ (Oxonium-Ion)
  • ^{* +} (Nitrosyl-Ion)

Die Ladung von einfachen Kationen

• Na → Na ⁺ + 1e ^-

Aus dem Natrium-Atom entsteht durch Abgabe eines Elektrons ein einfach positiv geladenes Natriumion. Dadurch, dass eine negative Ladung im Atom weniger vorhanden ist, überwiegt die positive Ladung.

• Mg → Mg ²⁺ + 2e ^-

Durch Abgabe von zwei Elektronen entsteht aus einem Magnesium-Atom ein zweifach positiv geladenes Magnesiumion.

• Al → Al ³⁺+ 3e ^-

Das Aluminiumatom wird nach Abgabe von 3 Elektronen zu einem dreifach positiv geladenen Aluminiumion.

Die Ladung der Metall-Ionen ergibt sich aus der Elektronenkonfiguration (Verteilung der Elektronen in der Atomhülle). Die Abgabe von Elektronen hat das Ziel, gleich viele Elektronen wie ein Edelgas zu erreichen (Edelgaskonfiguration). Die Anzahl der abzugebenden Elektronen richtet sich nach der Anzahl der Außenelektronen, die sich im Periodensystem für die Hauptgruppenelemente aus deren Hauptgruppennummer ablesen lässt.

siehe auch: Edelgasregel, Edelgaszustand, Oktettregel

Einige einfache chemische Reaktionen

• 2 Na _(s)+ Cl_2(g) → 2 NaCl_(s) (chemische Reaktion)
• NaCl_(s) (+H₂O) → Na ⁺_(aq) + Cl ^-_(aq) (keine chemische Reaktion)
• MgCl₂ → Mg ²⁺ + 2Cl ^-
• FeCl₃ → Fe ³⁺ + 3Cl ^-
• Na₂CO₃ → 2Na ⁺ + CO₃ ^2-
• Fe₂(SO₄)₃ → 2Fe ³⁺ + 3SO₄ ^2-

Siehe auch: Anion, Alkalimetalle, Erdalkalimetalle

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