Kas ir katjoni un kam tie domāti
The katjonus tās ir ķīmiskas sugas, kurām ir būtiska loma daudzos vitāli svarīgos procesos un kuras rūpniecībā un medicīnā izmanto daudzkārt. Ja vēlaties uzzināt sīkāk kas ir katijoni un kam tie paredzēti, izlasiet šo skolotāja stundu, kur mēs to jums izskaidrojam.
The katjonus Viņi ir atomi vai molekulas, kurām ir a neto pozitīvais lādiņš. Tas ir, tie ir tie atomi vai molekulas, kuros protonu skaits kopumā pārsniedz elektronu skaitu.
Šī ķīmiskā suga vienmēr tiek ražota ar elektronu zudumu, jo šīs ir vienīgās uzlādētās daļiņas, kas var atstāt vai savienot atomus vai molekulas. Tā tas ir, kopš elektroni griezties ap atoma kodols orbītu komplektā (ko sauc par orbitālēm) un kas kopumā veido elektronisko garozu, kas ir atoma visattālākā daļa.
Katijoni notiek tikai brīvā formā šķīdumā polārajos šķīdinātājos, piemēram, ūdenī. Cietā formā mēs tos atrodam kas veido jonu savienojumu daļu, apvienojumā ar anjoniem; Formēšana tu ej ārā. Ir arī atrasti kas ir daļa no metāla vielām, kurā katijoni veido tīklu, starp kuru elektroni pārvietojas brīvā formā.
Tagad, kad jūs zināt, kas ir katjoni, atklāsim dažādus pastāvošos veidus. Ir divi:
- Monatomiskie katjoni: Monatomiskie katjoni ir tie, kurus veido viens atoms. Tie ir metāla elementu joni, kuriem ir ļoti zema jonizācijas enerģija. Tas nozīmē, ka tie ir atomi, kas ir ļoti viegli atdalāmi no to ārējā apvalka (valences apvalka) elektroniem, lai sasniegtu iepriekšējā perioda cēlgāzes struktūru. Šī elektroniskā konfigurācija nozīmē augstu stabilitāti, un metāla elementi ļoti viegli iegūst katjonu formas.
- Poliatomiskie katijoni: Šajā gadījumā tie ir ķīmiski savienojumi, kas sastāv no dažādu elementu atomiem un kuriem ir tīrs pozitīvs lādiņš. To nav ļoti daudz, daži piemēri ir: amonija jons (NH4+), hidronijs (H3O+) vai nitronijs (NO2+).
Poliatomisko katjonu ietvaros mums jāņem vērā arī organiskie katjoni, tie ir organiski savienojumi (ko galvenokārt veido ogleklis) ar pozitīvu lādiņu. Šāda veida katijoni parasti ir aromātiski, tas ir, tos veido benzola gredzeni.
Attēls: ķīmija II
Katijoni ir ķīmiskas sugas, tā pastāvēšana nenozīmē būtisku "lietderību". Tomēr var runāt par "lietderību" gan attiecībā uz katjonu fizikāli ķīmisko, gan bioloģisko nozīmi daudzos procesos vai parādībās. fiziska, kas var būt būtiska ķermeņa pareizai darbībai, tā medicīniskajiem pielietojumiem vai interesējošiem rūpnieciskiem procesiem ekonomiski. Ja vēlaties uzzināt kam domāti katijoni, šeit mēs jums atstājam pārskatu par tā biežāko lietojumu, ņemiet vērā!
Iestatiet elektroķīmiskos gradientus
Katjoni iekšējā un ārējā vidē parasti atrodas dažādās koncentrācijās. Tas ļauj noteikt elektroķīmiskos gradientus barotnēs, kuras atdala puscaurlaidīga membrāna, piemēram, šūnas membrāna. The nātrija un kālija katijoni Tie ir vitāli svarīgi, lai uzturētu elektroķīmisko gradientu dzīvo organismu iekšējā vidē. Kamēr katjons K+ Tas ir visplašākais šūnu iekšējā vidē, nātrijs ir visplašākais katjons vidē (biotops). Abi katijoni ir iesaistīti sarežģītos transporta mehānismos.
Osmotisko parādību regulēšana
Osmoze sastāv no ūdens pasīvās difūzijas (tā notiek spontāni un neprasa enerģijas ievadīšanu) caur membrānu daļēji caurlaidīgs no barotnes ar lielu savienojuma koncentrāciju šķīdumā, līdz barotnei, kurā minētā savienojuma koncentrācija ir vairāk zems. Tāpēc ūdens pāreju caur membrānu nosaka koncentrācijas atšķirības starp šūnas iekšējo un ārējo vidi.
Nosakiet iekšējās vides pH
Šķīduma pH ir ūdeņraža jonu (H +) koncentrācijas līmenis šķīdumā. Šis parametrs ir ļoti svarīgs organismu izdzīvošanai, un tas jāievēro šaurās robežās; nodrošināt fermentu, kas regulē vielmaiņas reakcijas un citas vitāli svarīgas funkcijas, pareizu darbību.
Katjonu specifiskās bioloģiskās funkcijas
Papildus līdzdalībai homeostāzes uzturēšanā barotnes pH vai elektroķīmiskajiem gradientiem; Daži katijoni veic īpašas funkcijas ķermeņa iekšienē. Piemēram, viņš kalcija katijons (Ca2+) ir būtiska muskuļu kontrakcijas gadījumā Jā nātrija (Na +) un kālija (K +) katjoni ir būtiskas elektriskā impulsa pārraide gar neironu aksonu.
Mēs atrodam arī katjonus, kas saistīti ar organiskām vielām, piemēram, olbaltumvielām vai citām biomolekulām. Vai gadījumā dzelzs katjons (Fe2+) kas ir daļa no hemoglobīns un tas ir būtiski skābekļa transportēšanai asinīs. Vēl viens piemērs ir katijons magnijs (Mg2 +) kas ir daļa no hlorofila aktīvā centra, fotosintētiskais pigments no augiem.
Kā daļu no sāļiem mēs atrodam Kalcijs cietā formā kas ir daļa no atbalsta vai aizsardzības konstrukcijām, piemēram, čaumalas, čaumalas un no skelets.
Katjonu pielietošana medicīnā un rūpniecībā
Katjonus rūpniecībā un medicīnā izmanto vairākkārt gan brīvā formā (šķīdumā), gan kā daļu no sāļiem. Zemāk mēs redzēsim dažus katjonu vai sāļu izmantošanas piemērus gan rūpnieciski, gan medicīnā.
Metālu katijoni kā pretmikrobu līdzekļi
The sudraba katijons (Ag +) Tam ir baktericīda iedarbība zemā koncentrācijā.Medicīnā to galvenokārt izmanto apdegumu ārstēšanā.
Rūpnieciskā līmenī metāla katjonus, piemēram, varu, cinku vai titānu, kas iekļauti nanodaļiņās, izmanto arī kā pretmikrobu līdzekļus. Tik daudzveidīgās lietošanas jomās kā tekstilizstrādājumu ražošana, dzīvnieku barība, kā arī farmācijas un kosmētikas rūpniecība.
Elektrisko bateriju ražošana
Elektrisko bateriju ražošanā uzlādējamsLitija jons (Li+). Tās ir ārkārtīgi efektīvas, ātri uzlādējamas baterijas, kuru kalpošanas laiks var sasniegt 10 gadus. Vēl viena viņu priekšrocība ir tā, ka to ražošana ir salīdzinoši lēta. Šīm baterijām ir vairākas lietojumprogrammas, jo tās tiek izmantotas mobilajos tālruņos, klēpjdatoros un elektriskajās automašīnās. Šo bateriju izgudrotāji Goodenough, Whitingham un Yoshino 2019. gadā saņēma Nobela prēmiju ķīmijā.
MRI attēlveidošana
Katijoni ir paramagnētiski, tas ir, tiem ir tendence izlīdzināties paralēli magnētiskajam laukam. Šis īpašums tiek izmantots medicīnā, iegūstot attēlus slimību vai traumu diagnosticēšanai. Konkrēti, magnētiskās rezonanses attēlveidošanas tehnika ar kontrastu. Kontrasts ir attēlveidošanas "krāsa", kas pacientam tiek ievadīta intravenozi. Risinājumi Gadolīnija katijons (Gd3+) kas saistās ar organiskiem savienojumiem, ļaujot veidot attēlus.
