Cationii sunt ioni încărcați pozitiv care se formează atunci când un atom pierde unul sau mai mulți electroni în timpul unei reacții chimice. Pentru a înțelege ce înseamnă acest lucru, este util să revizuiți câteva informații de bază despre chimie. Înțelegerea ce este un atom, ceva despre structura și proprietățile atomice și apoi ceea ce se întâmplă în timpul unei reacții chimice oferă un fundal important.
Totul pe Pământ este compus din materie, care la rândul ei este formată din atomi. Atomii sunt extrem de mici și pot fi observați doar cu echipamente științifice specializate. Toți atomii sunt formați din trei particule principale: protoni, neutroni și electroni. Numărul acestor particule din fiecare atom este ceea ce face elementele diferite unele de altele. De asemenea, determină proprietățile lor chimice sau modul în care atomii acționează în diferite condiții.
Protonii poartă o sarcină electrică pozitivă, neutronii nu poartă sarcină, iar electronii sunt încărcați negativ. Nucleul atomului este format din protoni și neutroni uniți, ceea ce reprezintă aproape toată greutatea atomului. Electronii se rotesc în jurul nucleului în orbitali sau niveluri de energie. Aceste particule sunt importante deoarece modul în care sunt aranjate în jurul nucleului determină proprietățile unui atom – dacă acesta este predispus să câștige sau să piardă electroni.
Atomii vor să-și umple nivelul de energie la capacitate maximă cu electroni și vor renunța sau vor lua electroni de la alți atomi pentru a face acest lucru. Acesta este ceea ce se întâmplă în timpul unei reacții chimice. Când un atom pierde sau câștigă electroni în timpul unei reacții, el devine un ion.
Un cation se formează atunci când un atom pierde electroni în timpul unei reacții chimice. Are o sarcină electrică pozitivă, deoarece are mai mulți protoni decât electroni, și va fi atras de anioni, care au sarcini negative.
Sarcinile pozitive și negative se atrag reciproc, astfel încât diferiți ioni pot fi ținuți împreună prin legături ionice și pot forma molecule. Sarea de masă este un exemplu de compus ținut împreună printr-o legătură ionică între cationi și anioni. Sarea se formează atunci când ionii pozitivi de sodiu vin împreună cu ionii negativi de clor. Acest compus este foarte stabil atunci când stă pe masă, dar legătura ionică se rupe cu ușurință atunci când se adaugă apă. Sarea se dizolvă în apă deoarece apa rupe legătura ionică dintre sodiu și clor.
Ionii sunt notați cu un superscript care indică dacă sarcina electrică netă este pozitivă (un semn plus) sau negativ (un semn minus) și numărul de electroni câștigați sau pierduti. Există mulți cationi comuni, care pot fi compuși din unul sau mai multe elemente ținute împreună prin legături chimice. Metalele comune aluminiul și cuprul sunt exemple simple.