Что такое КАТИОНЫ и для чего они нужны

В катионы Это химические вещества, которые играют фундаментальную роль во многих жизненно важных процессах и имеют множество применений в промышленности и медицине. Если вы хотите узнать подробнее что такое катионы и для чего они, прочтите этот урок от УЧИТЕЛЯ, где мы вам его объясним.

В катионы Они есть атомы или молекулы, которые имеют чистый положительный заряд. То есть это те атомы или молекулы, в которых количество протонов в целом превышает количество электронов.

Этот химический вид всегда производится потерей электронов, поскольку это единственные заряженные частицы, которые могут покидать атомы или молекулы или присоединяться к ним. Это так, поскольку электроны вращаться вокруг ядро атома в наборе орбит (которые называются орбиталями) и которые в целом образуют электронную кору, которая является самой внешней частью атома.

Только катионы встречаются в свободной форме в растворе в полярных растворителях, таких как вода. В твердом виде мы их находим входящие в состав ионных соединений

в сочетании с анионами; формирование Вы выходите. Также найдены входящие в состав металлических веществ, в которой катионы образуют сеть, между которой электроны движутся в свободной форме.

Теперь, когда вы знаете, что такое катионы, давайте узнаем о различных существующих типах. Есть два:

• Одноатомные катионы: Одноатомные катионы - это катионы, образованные одним атомом. Это ионы металлических элементов, которые обладают очень низкой энергией ионизации. Это означает, что это атомы, которые очень легко отделяются от электронов своей внешней оболочки (валентной оболочки), чтобы достичь структуры благородного газа предыдущего периода. Эта электронная конфигурация подразумевает высокую стабильность, и металлические элементы очень легко приобретают катионные формы.
• Многоатомные катионы: В данном случае это химические соединения, которые состоят из атомов разных элементов и имеют общий положительный заряд. Их не так много, например, ион аммония (NH4⁺), гидроксоний (H3O⁺) или нитроний (NO2⁺).

Внутри многоатомных катионов мы также должны рассматривать органические катионы, это органические соединения (образованные углеродом в качестве основного элемента) с положительным зарядом. Эти типы катионов обычно имеют ароматическую природу, то есть состоят из бензольных колец.

Катионы - это химические вещества, его существование не подразумевает внутренней «полезности». Однако можно говорить о «полезности» в отношении как физико-химического, так и биологического значения катионов во множестве процессов или явлений. физические, которые могут иметь важное значение для правильного функционирования организма или его медицинских применений или промышленных процессов, представляющих интерес экономический. Если вы хотите знать для чего нужны катионы, здесь мы оставляем вам обзор его наиболее частого использования, обратите внимание!

Установите электрохимические градиенты

Катионы обычно находятся в разных концентрациях во внутренней и внешней среде. Это позволяет установить электрохимические градиенты в средах, разделенных полупроницаемой мембраной, такой как клеточная мембрана. В катионы натрия и калия Они имеют жизненно важное значение для поддержания электрохимического градиента во внутренней среде живых организмов. Катион К⁺ Его больше всего во внутренней среде клеток, натрий - самый распространенный катион в окружающей среде (биотоп). Оба катиона участвуют в сложных транспортных механизмах.

Регулирование осмотических явлений

Осмос представляет собой пассивную диффузию (происходит самопроизвольно и не требует затрат энергии) воды через мембрану. полупроницаемый, от среды с высокими концентрациями соединения в растворе до среды, в которой концентрация указанного соединения ниже. Следовательно, прохождение воды через мембрану определяется разницей в концентрации между внутренней и внешней средой клетки.

Установите pH внутренней среды.

PH раствора - это уровень концентрации ионов водорода (H +) в растворе. Этот параметр имеет жизненно важное значение для выживания организмов и должен оставаться в узких пределах; для обеспечения правильного функционирования ферментов, регулирующих метаболические реакции и другие жизненно важные функции.

Специфические биологические функции катионов

Помимо участия в поддержании гомеостаза, pH среды или электрохимических градиентов; Некоторые катионы выполняют определенные функции в организме. Например, он катион кальция (Ca²⁺) необходим для сокращения мышц Y катионы натрия (Na +) и калия (K +) имеют основополагающее значение в передача электрического импульса вдоль аксона нейронов.

Мы также находим катионы, связанные с органическими веществами, такими как белки или другие биомолекулы. Это случай катион железа (Fe²⁺) который является частью активного центра гемоглобин и он необходим для транспортировки кислорода в крови. Другой пример - катион мангнезий (Mg2 +) который является частью активного центра хлорофилла, фотосинтетический пигмент растений.

В составе солей находим Кальций в твердой форме составляющие часть опорных или защитных конструкций, таких как снаряды, снаряды и из скелет.

Медицинское и промышленное применение катионов

Катионы находят множество применений в промышленности и медицине как в свободном виде (в растворах), так и в составе солей. Ниже мы увидим несколько примеров использования катионов или солей как в промышленности, так и в медицине.

Катионы металлов как противомикробные средства

В катион серебра (Ag +) Обладает бактерицидным действием в низких концентрациях. В медицине используется, прежде всего, для лечения ожогов.

На промышленном уровне катионы металлов, таких как медь, цинк или титан, входящие в состав наночастиц, также используются в качестве противомикробных агентов. В таких разнообразных областях применения, как текстильное производство, производство кормов для животных, фармацевтическая и косметическая промышленность.

Производство электрических батарей

При производстве электрических батарей перезаряжаемыйЛитий-ионный (Li⁺). Это чрезвычайно эффективные, быстро заряжаемые батареи, срок службы которых может достигать 10 лет. Еще одно их преимущество в том, что они относительно дешевы в производстве. Эти батареи имеют множество применений, поскольку они используются в мобильных телефонах, ноутбуках и электромобилях. Изобретатели этих батарей Гуденаф, Уиттингем и Йошино получили Нобелевскую премию по химии в 2019 году.

МРТ

Катионы парамагнитны, то есть они имеют тенденцию выстраиваться параллельно магнитному полю. Это свойство используется в медицине при получении изображений для диагностики заболеваний или травм. В частности, методика магнитно-резонансной томографии с контрастированием. Контраст - это визуализирующий «краситель», который предварительно вводят пациенту внутривенно. Решения Катион гадолиния (Gd³⁺) который связывается с органическими соединениями, позволяя формировать изображения.