Anyon Nedir? Elektron Kazanımı ve Negatif Yükün Gösterimi

Anyonun tanımı

Anyon, negatif elektrik yüküne sahip iyondur. İyon, elektron sayısı proton sayısına eşit olmayan atom veya atom grubudur. Protonlar pozitif, elektronlar negatif yüklü olduğundan bir taneciğin elektron sayısı proton sayısından fazlaysa bu tanecik anyon olarak adlandırılır. Nötronlar elektrik yükü taşımadığı için anyonun oluşmasında belirleyici olan proton ve elektron sayıları arasındaki ilişkidir.

Bir atomun çekirdeğinde protonlar, çekirdeğin çevresindeki elektron bölgelerinde ise elektronlar bulunur. Atom elektron kazandığında çekirdekteki proton sayısı değişmez; yalnızca negatif yüklü elektronların sayısı artar. Böylece toplam negatif yük, toplam pozitif yükten büyük hâle gelir. Anyonun yükü de bu farkın sonucunda ortaya çıkar.

Örneğin nötr bir klor atomunda 17 proton ve 17 elektron bulunur. Bu atom bir elektron kazanırsa proton sayısı 17 kalırken elektron sayısı 18 olur. Tanecik artık nötr değildir; bir fazla elektronu bulunduğu için 1− yüklü klorür iyonuna dönüşür ve Cl− şeklinde gösterilir. Buradaki “−” işareti anyonun negatif yüklü olduğunu, “1” ise yük farkının bir olduğunu belirtir; 1 sayısı çoğu zaman yazılmadan yalnızca eksi işareti kullanılır.

Anyon oluşumu ve elektron kazanımı

Anyon oluşumu, bir atomun veya atom grubunun elektron almasıyla gerçekleşir. Elektronlar atomun dış kısmında bulunduğu için kimyasal değişimlerde çekirdekteki proton sayısı genellikle değişmeden kalır; değişen, taneciğin elektron sayısıdır. Elektron kazanılması sonucunda negatif yük fazlalığı oluşur ve tanecik anyona dönüşür.

Bir atomun elektron kazanması, dış elektron düzenini daha kararlı hâle getirebilir. Ortaokul düzeyinde bunu şöyle düşünebiliriz: Atom, elektron alışverişi sonucunda dış katmanındaki elektron sayısını daha dengeli bir duruma getirebilir. Ancak anyonun tanımı için önemli olan nokta, bu sürecin mutlaka elektron kazanımıyla başlamasıdır. Elektron veren tanecik anyon değil, pozitif yüklü katyon olur.

Örneğin oksijen atomu 8 proton ve 8 elektrona sahipken nötrdür. İki elektron kazandığında proton sayısı 8 olarak kalır, elektron sayısı 10 olur. Elektron sayısı proton sayısından iki fazla olduğu için oluşan oksit iyonunun yükü 2− olur ve O2− biçiminde yazılır. Benzer şekilde bir kükürt atomu iki elektron kazandığında S2− yüklü sülfür iyonu meydana gelir.

Elektron kazanımı yalnızca tek bir atomda gerçekleşmez; birden fazla atomdan oluşan gruplar da toplamda elektron kazanarak anyon olabilir. Bu tür taneciklere çok atomlu anyon denir; tek atomdan oluşan anyonlar ise tek atomlu anyon olarak adlandırılır. İyonik bileşiklerde bu iyonların hangi oranlarda bir araya getirileceği ayrı bir konudur.

Proton ve elektron sayıları anyon yükünü nasıl belirler?

Anyon yükünü bulmak için proton sayısı ile elektron sayısı karşılaştırılır. Elektron sayısı proton sayısından kaç fazlaysa iyonun negatif yükü o kadar büyüktür. Bir elektron fazlası 1−, iki elektron fazlası 2−, üç elektron fazlası ise 3− yük anlamına gelir. Bu nedenle yükün işareti elektron fazlalığının negatif olduğunu, sayı ise proton-elektron farkının büyüklüğünü gösterir.

Örneğin 12 proton ve 14 elektron içeren bir tanecikte elektron sayısı proton sayısından 2 fazladır. Bu tanecik 2− yüklü bir anyondur. 9 proton ve 10 elektron içeren tanecik ise elektron bakımından 1 fazla olduğu için 1− yüklüdür. İyon gösteriminde yük, element sembolünün sağ üst köşesine yazılır: 2− veya 3− gibi. Yük 1− olduğunda genellikle “1” yazılmaz; Cl− gösterimi, Cl1− ile aynı anlamdadır.

Yaygın anyon örnekleri ve iyon gösterimi

Yaygın anyonlar, element sembollerinin sağ üstüne yükleri yazılarak gösterilir. Klor atomu bir elektron kazandığında oluşan klorür iyonu Cl− şeklinde yazılır. Oksijen atomunun iki elektron kazanmasıyla oluşan oksit iyonu O2−, kükürt atomunun iki elektron kazanmasıyla oluşan sülfür iyonu S2− olarak gösterilir. Bu gösterimlerde sembol taneciğin hangi elementten oluştuğunu, üstteki eksi işareti negatif yükü, sayı ise elektron fazlalığının miktarını belirtir.

Tek atomlu anyonlarda sembol tek bir element harfinden veya element sembolünden oluşur: Cl−, O2− ve S2− buna örnektir. Atom gruplarının oluşturduğu çok atomlu anyonlarda ise grubun tamamı birlikte yazılır; hidroksit OH−, nitrat NO3− ve sülfat SO4^2− gösterimleri bu tür iyonlara örnektir. Çok atomlu iyonlarda yük, grubun toplam yükünü ifade eder.

Bir iyon gösterimini yorumlarken önce sembole, sonra sağ üstteki yüke bakılır. Örneğin S2−, kükürt içeren ve iki negatif yük taşıyan bir anyondur; buradaki 2, iki elektron fazlasını ifade eder. Anyon ile katyon arasındaki temel fark, anyonun elektron kazanarak negatif, katyonun ise elektron vererek pozitif yük kazanmasıdır. İyonların çözeltilerde elektrik iletmesi konusu, bu taneciklerin hareketi üzerinden ayrıca incelenir.