Какво представляват КАТИОНИТЕ и за какво са те

The катиони те са химически видове, които играят основна роля в много жизненоважни процеси и които имат множество приложения в индустрията и медицината. Ако искате да знаете подробно какво са катиони и за какво са, прочетете този урок от УЧИТЕЛ, където ви го обясняваме.

The катиони Те са атоми или молекули, които имат a нетен положителен заряд. Тоест те са онези атоми или молекули, в които броят на протоните като цяло надвишава броя на електроните.

Този химичен вид се произвежда винаги от загубата на електрони, тъй като това са единствените заредени частици, които могат да напуснат или да се присъединят към атоми или молекули. Това е така, тъй като електрони се въртят около атомно ядро в набор от орбити (които се наричат ​​орбитали) и които като цяло образуват електронната кора, която е най-външната част на атома.

Катиони се срещат само в свободна форма в разтвор в полярни разтворители като вода. В твърда форма ги намираме образуващи част от йонни съединения, комбиниран с аниони; формиране

излизаш. Намерени са също образуващи част от метални вещества, в която катионите образуват мрежа, между която електроните се движат в свободна форма.

Сега, след като знаете какво представляват катионите, нека открием различните видове, които съществуват. Има два:

• Едноатомни катиони: Едноатомните катиони са тези, образувани от един атом. Това са йони на метални елементи, които имат много ниска йонизационна енергия. Това означава, че те са атоми, които много лесно се отделят от електроните на най-външната им обвивка (валентна обвивка), за да достигнат структурата на благородния газ от предишния период. Тази електронна конфигурация предполага висока стабилност и металните елементи много лесно придобиват катионни форми.
• Полиатомни катиони: В този случай те са химични съединения, които се състоят от атоми на различни елементи и които имат нетен положителен заряд. Те не са много в изобилие, някои примери са: амониевият йон (NH4⁺), хидроний (H3O⁺) или нитроний (NO2⁺).

В рамките на многоатомните катиони трябва да разгледаме и органичните катиони, те са органични съединения (образувани от въглерода като основен елемент) с положителен заряд. Този тип катиони обикновено имат ароматен характер, т.е. те са изградени от бензолни пръстени.

Катионите са химически видове, съществуването му не означава присъща „полезност“. Възможно е обаче да се говори за „полезност“ по отношение както на физико-химичното, така и на биологичното значение на катионите в множество процеси или явления. физически, които могат да бъдат от съществено значение за правилното функциониране на тялото или неговите медицински приложения или индустриални процеси от интерес икономически. Ако искате да знаете за какво са катионите, тук ви оставяме преглед на най-честите му употреби, обърнете внимание!

Задайте електрохимични градиенти

Катионите като цяло се намират в различни концентрации във вътрешната и външната среда. Това прави възможно установяването на електрохимични градиенти в среда, разделена от полупропусклива мембрана като клетъчната мембрана. The натриеви и калиеви катиони Те са от жизненоважно значение за поддържането на електрохимичния градиент във вътрешната среда на живите организми. Докато катион К⁺ Той е най-разпространен във вътрешната среда на клетките, натрият е най-разпространеният катион в околната среда (биотоп). И двата катиона участват в сложни транспортни механизми.

Регулиране на осмотичните явления

Осмозата се състои от пасивната дифузия (възниква спонтанно и не изисква влагане на енергия) на вода, през мембрана полупропусклив, от среда с високи концентрации на съединение в разтвор, до среда, в която концентрацията на споменатото съединение е по-ниско. Следователно преминаването на вода през мембраната се определя от разликите в концентрацията между вътрешната и външната среда на клетката.

Установете рН на вътрешната среда

РН на разтвора е нивото на концентрация на водородни йони (Н +) в разтвор. Този параметър е от жизненоважно значение за оцеляването на организмите и трябва да се поддържа в тесни граници; да осигури правилното функциониране на ензимите, които регулират метаболитните реакции и други жизненоважни функции.

Специфични биологични функции на катионите

В допълнение към участието в поддържането на хомеостазата, рН на средата или електрохимичните градиенти; Някои катиони изпълняват специфични функции в тялото. Например той калциев катион (Ca²⁺) е от съществено значение за мускулната контракция Y. катионите натрий (Na +) и калий (K +) са основни в предаване на електрически импулс по аксона на невроните.

Също така откриваме катиони, свързани с органични вещества като протеини или други биомолекули. Така ли е железен катион (Fe²⁺) което е част от активния център на хемоглобин и е от съществено значение за транспорта на кислород в кръвта. Друг пример е катионът магнезий (Mg2 +) който е част от активния център на хлорофила, фотосинтетичен пигмент на растенията.

Като част от солите намираме Калций в твърда форма образуващи част от опорни или защитни конструкции като черупки, черупки и от скелет.

Медицински и промишлени приложения на катиони

Катионите имат множество приложения в индустрията и медицината както в свободната си форма (в разтвор), така и като част от соли. По-долу ще видим някои примери за използването на катиони или соли както в промишлеността, така и в медицината.

Метални катиони като антимикробни агенти

The сребърен катион (Ag +) Има бактерицидни ефекти при ниски концентрации.В медицината се използва преди всичко при лечение на изгаряния.

На индустриално ниво металните катиони, като мед, цинк или титан, включени в наночастиците, също се използват като антимикробни агенти. В области на приложение, толкова разнообразни като производството на текстил, фуражите за животни и фармацевтичната и козметичната индустрия.

Производство на електрически батерии

При производството на електрически батерии акумулаторнаЛитиев йон (Li⁺). Това са изключително ефективни, бързо зареждащи се батерии с полезен живот, който може да достигне 10 години. Друго предимство, което имат, е, че са сравнително евтини за производство. Тези батерии имат множество приложения, тъй като се използват в мобилни телефони, лаптопи и електрически автомобили. Изобретателите на тези батерии, Goodenough, Whittingham и Yoshino, получиха Нобелова награда за химия през 2019 г.

Ядрено-магнитен резонанс

Катионите са парамагнитни, тоест имат тенденция да се подравняват успоредно на магнитно поле. Това свойство се използва в медицината при получаване на изображения за диагностика на заболяване или нараняване. По-конкретно, техниката на ядрено-магнитен резонанс с контраст. Контрастът е изобразяващо "багрило", което се прилага предварително на пациента интравенозно. Решенията на Катион на гадолиний (Gd³⁺) който се свързва с органични съединения, позволявайки образуването на образи.