Aniont

Rozbalit box

Obsah boxu

Šablona:Infobox Chemická částice Aniont (nebo anion) je iont se záporným elektrickým nábojem. Vzniká z elektricky neutrálního atomu nebo molekuly přijetím jednoho nebo více elektronů. V elektrickém poli se anionty pohybují směrem ke kladné elektrodě, která se nazývá anoda – odtud pochází jejich název. Anionty jsou spolu s kladně nabitými kationty základními stavebními částicemi iontových sloučenin, jako jsou například soli.

📜 Historie a název

Termíny aniont, kationt a iont zavedl anglický vědec Michael Faraday kolem roku 1834 při svých experimentech s elektrolýzou. Spolupracoval s Williamem Whewellem, který byl odborníkem na klasické jazyky. Název je odvozen z řeckého slova ἀνιόν (anion), což je tvar slova ἀνιέναι (anienai), znamenající "jít nahoru". Toto označení metaforicky popisuje pohyb záporně nabitých částic směrem k anodě (kladné elektrodě), kterou Faraday ve svých experimentálních aparaturách typicky umisťoval nahoře.

⚙️ Vznik a vlastnosti

Anionty vznikají procesem, při kterém atom nebo skupina atomů získá do svého elektronového obalu další elektrony. Tento proces je typický pro prvky s vysokou elektronegativitou.

⚛️ Vznik aniontů

Atom přijímá elektrony, aby dosáhl stabilnější elektronové konfigurace, nejčastěji konfigurace nejbližšího vzácného plynu (oktetové pravidlo). Například atomy halogenů (fluor, chlor) mají ve valenční vrstvě sedm elektronů a snadno přijmou jeden elektron, aby dosáhly stabilní osmi-elektronové konfigurace.

• Příklad (chlor): Atom chloru (Cl) přijme jeden elektron (e⁻) a stane se z něj chloridový aniont (Cl⁻).

$\text{Cl}+{\text{e}}^{-}\to {\text{Cl}}^{-}$

• Příklad (kyslík): Atom kyslíku (O) přijme dva elektrony (2e⁻) a stane se z něj oxidový aniont (O²⁻).

$\text{O}+2{\text{e}}^{-}\to {\text{O}}^{2-}$

Energie uvolněná při přijetí elektronu neutrálním atomem v plynném stavu se nazývá elektronová afinita.

📐 Vlastnosti aniontů

• Elektrický náboj: Anionty mají vždy záporný náboj. Velikost náboje (nábojové číslo) odpovídá počtu přijatých elektronů (např. F⁻, S²⁻, N³⁻).
• Iontový poloměr: Aniont je vždy větší než jeho původní neutrální atom. Přijaté elektrony zvyšují vzájemné odpuzování v elektronovém obalu, což vede k jeho "nafouknutí" a zvětšení poloměru.
• Chování v elektrickém poli: V roztoku nebo tavenině se anionty pohybují směrem ke kladně nabité elektrodě – anodě.
• Barva: Mnoho jednoduchých aniontů je bezbarvých, ale některé, zejména víceatomové anionty přechodných kovů, mohou být barevné (např. manganistanový aniont MnO₄⁻ je fialový, chromanový CrO₄²⁻ je žlutý).

🧪 Typy aniontů

Anionty lze dělit podle počtu atomů, ze kterých jsou složeny.

Jednoatomové anionty

Jsou tvořeny jediným atomem, který přijal jeden nebo více elektronů. Jejich názvy se tvoří z názvu prvku s příponou -id.

• Halogenidy: fluorid (F⁻), chlorid (Cl⁻), bromid (Br⁻), jodid (I⁻)
• Chalkogenidy: oxid (O²⁻), sulfid (S²⁻), selenid (Se²⁻)
• Ostatní: nitrid (N³⁻), fosfid (P³⁻), hydrid (H⁻)

Víceatomové (polyatomové) anionty

Jsou tvořeny dvěma nebo více kovalentně vázanými atomy, které jako celek nesou záporný náboj. Často se označují jako molekulové ionty.

Kyslíkaté anionty (oxyanionty)

Jedná se o nejběžnější typ víceatomových aniontů, kde je centrální atom vázán na jeden nebo více atomů kyslíku. Jejich názvosloví závisí na oxidačním čísle centrálního atomu.

• Přípona -an: pro vyšší oxidační stav (např. síran SO₄²⁻, dusičnan NO₃⁻)
• Přípona -itan: pro nižší oxidační stav (např. siřičitan SO₃²⁻, dusitan NO₂⁻)

Příklady běžných oxyaniontů:

• Uhličitan (CO₃²⁻) a hydrogenuhličitan (HCO₃⁻)
• Dusičnan (NO₃⁻) a dusitan (NO₂⁻)
• Fosforečnan (PO₄³⁻) a jeho varianty (hydrogenfosforečnan, dihydrogenfosforečnan)
• Síran (SO₄²⁻) a siřičitan (SO₃²⁻)
• Chlorečnan (ClO₃⁻) a chloristan (ClO₄⁻)
• Manganistan (MnO₄⁻)
• Chroman (CrO₄²⁻) a dichroman (Cr₂O₇²⁻)

Ostatní víceatomové anionty

• Hydroxid (OH⁻)
• Kyanid (CN⁻)
• Peroxid (O₂²⁻)
• Thiokyanatan (SCN⁻)
• Octan (CH₃COO⁻)

🌍 Význam a výskyt

Anionty hrají klíčovou roli v chemii, biologii i průmyslu.

V chemii

Anionty jsou základní součástí iontových sloučenin (solí), kde tvoří krystalovou mřížku spolu s kationty. Jsou také klíčové v acidobazických reakcích, kde vystupují jako konjugované báze kyselin. V analytické chemii se využívají specifické reakce aniontů k jejich identifikaci a stanovení koncentrace.

V biologii

V živých organismech jsou anionty nezbytné elektrolyty, které se podílejí na mnoha fyziologických procesech.

• Chlorid (Cl⁻): Udržuje osmotický tlak a rovnováhu tekutin, je součástí žaludeční kyseliny.
• Fosforečnan (PO₄³⁻): Je základní součástí DNA, RNA a ATP (hlavního zdroje energie v buňkách). Tvoří také minerální složku kostí a zubů.
• Hydrogenuhličitan (HCO₃⁻): Působí jako hlavní pufr v krvi, čímž pomáhá udržovat stabilní pH.
• Dusičnan (NO₃⁻): Pro rostliny je hlavním zdrojem dusíku, který je nezbytný pro syntézu aminokyselin a proteinů.

V průmyslu a technologii

• Elektrolýza: Při elektrolýze taveniny chloridu sodného vzniká na anodě chlor.
• Baterie: Anionty v elektrolytu umožňují přenos náboje mezi elektrodami v galvanických článcích a akumulátorech.
• Zemědělství: Dusičnanové, fosforečnanové a síranové anionty jsou klíčovými složkami průmyslových hnojiv.
• Úprava vody: Aniontové měniče (anexy) se používají k odstraňování nežádoucích aniontů (např. dusičnanů) z pitné vody.

💡 Pro laiky

Představte si atom jako malou sluneční soustavu, kde jádro je Slunce a elektrony jsou planety, které kolem něj obíhají. Každý typ atomu je "nejspokojenější", když má na své nejvzdálenější dráze určitý, ideální počet elektronů (nejčastěji osm).

Některé atomy, například chlor, mají na této dráze sedm elektronů a chybí jim jen jeden do ideálního stavu. Jsou proto velmi "ochotné" si jeden elektron odjinud přitáhnout. Když se jim to podaří, získají jeden elektron navíc. Protože elektrony mají záporný náboj, celý atom se tím stane záporně nabitým. A právě takovému atomu se záporným nábojem říkáme aniont.

Typickým příkladem je vznik kuchyňské soli (chlorid sodný). Atom sodíku snadno jeden elektron ztratí (stane se z něj kladný kationt) a atom chloru tento elektron rád přijme (stane se z něj záporný aniont). Kladný sodík a záporný chlor se pak k sobě přitahují jako dva magnety a vytvoří pevnou a stabilní sloučeninu – sůl.

Šablona:Aktualizováno