Kas yra katijonai ir kam jie skirti?
katijonai tai yra cheminės rūšys, kurios vaidina pagrindinį vaidmenį daugelyje gyvybiškai svarbių procesų ir yra daug naudojamos pramonėje ir medicinoje. Jei norite sužinoti išsamiau kas yra katijonai ir kam jie skirti, perskaitykite šią MOKYTOJO pamoką, kur mes jums tai paaiškinsime.
katijonai Jie yra atomai arba molekulės, turinčios a grynasis teigiamas krūvis. Tai yra, tai yra tie atomai ar molekulės, kuriuose protonų skaičius apskritai viršija elektronų skaičių.
Ši cheminė rūšis visada gaminama praradus elektronus, nes tai yra vienintelės įelektrintos dalelės, galinčios palikti atomus ar molekules arba prisijungti prie jų. Tai yra taip, nes elektronai sukasi aplink atomo branduolys orbitų (kurios vadinamos orbitalėmis) rinkinyje ir kurios kaip visuma sudaro elektroninę žievę, kuri yra tolimiausia atomo dalis.
Tik katijonai būna laisvos formos tirpale poliariniuose tirpikliuose, tokiuose kaip vanduo. Kietoje formoje mes juos randame sudaranti joninių junginių dalį, kartu su anijonais; formuojantis
Tu išeini. Taip pat randama metalinių medžiagų dalis, kuriame katijonai sudaro tinklą, tarp kurio elektronai juda laisva forma.
Dabar, kai žinote, kas yra katijonai, atraskime skirtingus egzistuojančius tipus. Yra du:
- Monatominiai katijonai: Monatominiai katijonai yra tie, kuriuos sudaro vienas atomas. Tai metalinių elementų jonai, kurių jonizacijos energija yra labai maža. Tai reiškia, kad jie yra atomai, kurie labai lengvai atsiskiria nuo jų atokiausio apvalkalo (valentinio apvalkalo) elektronų, kad pasiektų ankstesnio laikotarpio tauriųjų dujų struktūrą. Ši elektroninė konfigūracija reiškia didelį stabilumą, o metaliniai elementai labai lengvai įgyja katijonines formas.
- Poliatominiai katijonai: Šiuo atveju tai yra cheminiai junginiai, kuriuos sudaro skirtingų elementų atomai ir kurie turi grynąjį teigiamą krūvį. Jų nėra labai daug, kai kurie pavyzdžiai: amonio jonas (NH4+), hidronio (H3O+) arba nitronio (NO2+).
Poliatomatiniuose katijonuose taip pat turime atsižvelgti į organinius katijonus, tai yra organiniai junginiai (kuriuos anglis sudaro pagrindinis elementas) ir turintys teigiamą krūvį. Šio tipo katijonai paprastai yra aromatinio pobūdžio, tai yra, jie susideda iš benzeno žiedų.
Vaizdas: Chemija II
Katijonai yra cheminės rūšys, jo egzistavimas nereiškia vidinio „naudingumo“. Tačiau galima kalbėti apie „naudingumą“ atsižvelgiant į fizinę-cheminę ir biologinę katijonų svarbą daugybei procesų ar reiškinių. fizinis, kuris gali būti būtinas tinkamam kūno funkcionavimui ar jo medicinos reikmėms ar dominantiems pramonės procesams ekonominis. Jei nori žinoti kam skirti katijonai, čia mes paliksime jums apžvalgą apie dažniausiai naudojamus daiktus, atkreipkite dėmesį!
Nustatykite elektrocheminius gradientus
Katijonai apskritai yra skirtingose koncentracijose vidinėje ir išorinėje aplinkoje. Tai leidžia nustatyti elektrocheminius gradientus terpėse, atskirtose pusiau laidžių membranų, tokių kaip ląstelės membrana. natrio ir kalio katijonai Jie yra gyvybiškai svarbūs palaikant elektrocheminį gradientą gyvų organizmų vidinėje aplinkoje. Nors katijonas K+ Jo gausiausia vidinėje ląstelių aplinkoje, natris yra gausiausias katijonas aplinkoje (biotopas). Abu katijonai dalyvauja sudėtinguose transporto mechanizmuose.
Osmosinių reiškinių reguliavimas
Osmosas susideda iš pasyvios vandens difuzijos (ji vyksta savaime ir nereikia energijos sąnaudų) per membraną pusiau laidus, nuo terpės, kurioje yra didelė junginio koncentracija tirpale, iki terpės, kurioje minėto junginio koncentracija yra labiau žemas. Todėl vandens pratekėjimą per membraną lemia koncentracijos skirtumai tarp ląstelės vidinės ir išorinės aplinkos.
Nustatykite vidinės terpės pH
Tirpalo pH yra vandenilio jonų (H +) koncentracijos lygis tirpale. Šis parametras yra gyvybiškai svarbus organizmų išlikimui ir turi būti ribojamas; užtikrinti tinkamą fermentų, reguliuojančių medžiagų apykaitos reakcijas ir kitas gyvybines funkcijas, veikimą.
Specifinės biologinės katijonų funkcijos
Be dalyvavimo palaikant homeostazę, terpės pH arba elektrocheminius gradientus; Kai kurie katijonai atlieka specifines kūno funkcijas. Pavyzdžiui, jis kalcio katijonas (Ca2+) yra būtina susitraukiant raumenims Y natrio (Na +) ir kalio (K +) katijonai yra pagrindiniai elektros impulso perdavimas palei neuronų ašį.
Taip pat randame katijonus, susijusius su organinėmis medžiagomis, tokiomis kaip baltymai ar kitos biomolekulės. Ar taip yra geležies katijonas (Fe2+) kuris yra aktyviojo centro dalis hemoglobinas ir tai būtina deguonies pernešimui kraujyje. Kitas pavyzdys yra katijonas mangnis (Mg2 +) kuri yra aktyviojo chlorofilo centro dalis fotosintetinis pigmentas augalų.
Kaip druskų dalį randame Kalcis kietos formos laikančių atraminių ar apsauginių konstrukcijų, tokių kaip kriauklės, kriauklės ir nuo skeletas.
Katijonai medicinos ir pramonės reikmėms
Katijonai pramonėje ir medicinoje gali būti naudojami tiek laisvos formos (tirpalo pavidalu), tiek kaip druskų dalis. Žemiau pamatysime keletą katijonų ar druskų naudojimo pramonėje ir medicinoje pavyzdžių.
Metaliniai katijonai kaip antimikrobiniai vaistai
sidabro katijonas (Ag +) Jis turi mažą baktericidinį poveikį.Medicinoje jis visų pirma naudojamas nudegimams gydyti.
Pramoniniu lygmeniu metalų katijonai, tokie kaip varis, cinkas ar titanas, esantys nanodalelėse, taip pat naudojami kaip antimikrobinės medžiagos. Tokiose įvairiose srityse kaip tekstilės gamyba, gyvūnų pašarai, farmacijos ir kosmetikos pramonė.
Elektrinių baterijų gamyba
Elektrinių baterijų gamyboje įkraunamasLičio jonas (Li+). Tai yra ypač efektyvios, greitai įkraunamos baterijos, kurių naudingo tarnavimo laikas gali siekti 10 metų. Dar vienas jų privalumas yra tai, kad juos palyginti pigu gaminti. Šias baterijas galima naudoti įvairiai, nes jos naudojamos mobiliuosiuose telefonuose, nešiojamuosiuose kompiuteriuose ir elektromobiliuose. Šių baterijų išradėjai Goodenoughas, Whittinghamas ir Yoshino 2019 metais gavo Nobelio chemijos premiją.
MRT vaizdavimas
Katijonai yra paramagnetiniai, tai yra, jie turi polinkį lygiagrečiai magnetiniam laukui. Ši savybė naudojama medicinoje gaunant vaizdus ligos ar traumos diagnozei nustatyti. Tiksliau, magnetinio rezonanso vaizdo su kontrastu technika. Kontrastas yra vaizdiniai „dažai“, kurie pacientui iš anksto skiriami į veną. Sprendimai Gadolinio katijonas (Gd3+) jungiantis prie organinių junginių, leidžiančių susidaryti vaizdus.
