تفاوت آنیون و کاتیون در ایجاد پیوند چیست؟

ترکیب‌های یونی گونه‌ای از ترکیب‌های شیمیایی هستند که ذرات آن از یون‌های مثبت و منفی تشکیل شده و به وسیله پیوند یونی به یکدیگر متصل شده‌اند. شکل متداول ترکیبات یونی از یک فلز به‌عنوان کاتیون و یک نافلز به‌عنوان آنیون تشکیل می‌شود؛ فلزها تمایل به ازدست‌دادن الکترون و تبدیل‌شدن به یون مثبت را دارند، و نافلزها تمایل به گرفتن الکترون و تبدیل‌شدن به یون منفی را دارند.

پیوند یونی یک پیوند شیمیایی  است که به واسطهٔ نیوری الکترواستاتیک بین یون‌های مثبت (کاتیون) و یون‌های منفی (آنیون) به وجود می‌آید. در طی تشکیل یک پیوند یونی،الکترون های لایه ظرفیت از یک اتم خارج و به لایه ظرفیت اتم دیگر وارد می‌شوند. اتمی که الکترون از دست می‌دهد، دارای بارمثبت شده و کاتیون نام دارد و اتمی که الکترون دریافت می‌کند، دارای بار منفی شده و آنیون نام دارد. در یک جامد یونی، شمار بسیاری از این یون‌ها در کنار هم با ساختاری منظم و بلورین در کنار هم قرار گرفته و تشکیل یک ترکیب یونی را می‌دهند.مروری بر فرایند تشکیل سدیم کلراید از اتم‌های سدیم و کلر می‌تواند به درک این موضوع کمک کند:

سدیم کلرید جامدی سفید رنگ با دمای ذوب ۸۰۱ درجهٔ سانتی گراد و دمای جوش ۱۴۳۹ درجهٔ سانتی‌گراد است. این ماده علاوه بر مصارف صنعتی، از گذشته‌های دور به‌عنوان مادهٔ خوراکی و طعم‌دهنده کاربرد داشته و یکی از مثال‌های ساده برای ترکیبات یونی است. ساختار الکترونی اتم سدیم و اتم کلر به صورت زیر است:

Na:[Ne]3s¹

Cl:[Ne]3s²3p⁵

پس در لایه ظرفی اتم سدیم یک  اوربیتال s با یک الکترون وجود دارد که با ازدست‌دادن آن بنابر قاعده اوکتت به ساختار گاز نجیب پیش از خود یعنی نئون می‌رسد. اتم کلر نیز با گرفتن یک الکترون، اوربیتال p خود را کامل کرده و به ساختار پایدار گاز نجیب بعد خود یعنی آرگون می‌رسد:

Na⁺:[Ne]

Cl⁻:[Ne]3s²3p⁶=[Ar]

حال دو اتم با تبادل الکترون به حال پایدار رسیدند و هر یک دارای بار مخالف شده‌اند و به واسطه نیروی الکترواستاتیک به یکدیگر متصل و تشکیل پیوند یونی را می‌دهند.

از لحاظ ترمودینامیکی نیز دو اتم به تنهایی دارای انرژی بالایی می‌باشند و بسیار ناپایدار هستند. تشکیل پیوند یونی موجب آزاد شدن انرژی و پایداری اتم‌ها می‌شود؛ در نتیجه، ترکیب‌های یونی از اتم‌های سازنده آن‌ها پایدارتر هستند و عمدتاً در طبیعت به شکل ترکیب یافت می‌شوند.

در واقعیت یک پیوند شیمیایی نه به صورت مطلق یونی و نه به صورت مطلق کووالانسی  است. پیوندها درصدی از خصلت هر دو را با خود به همراه دارند اما برای پیوندهای یونی این خصلت بیشتر به سمت یونی متمایل است. تشخیص این موضوع با به‌کارگیری قواعد فاجانس  امکان‌پذیر است که نخستین بار در سال ۱۹۲۳ م. توسط شیمیدان لهستانی-آمریکایی کازیمیرز فاجانس  مطرح شد.همچنین، به شکلی دقیق‌تر می‌توان رفتار یونی یا کووالانسی پیوندها را با به‌کارگیری نظریه اج اس ای بی که نخستین بار در دههٔ ۱۹۶۰ م. توسط شیمیدان آمریکایی رالف پیرسون مطرح شد، توصیف کرد. این نظریه بیان می‌کند که از واکنش اسید و باز سخت،یک پیوند یونی و از واکنش اسید و باز نرم،یک پیوند کووالانسی تشکیل می‌شود.