Ioni on atomi tai atomiryhmä, jolla on positiivinen tai negatiivinen nettovaraus. Nimi ion tulee kreikkalaisesta sanasta ion, joka tarkoittaa "menoa", koska varatut hiukkaset menevät kohti varattua elektrodia tai poispäin siitä.
Ionisointi on sähköisesti varautuneiden molekyylien tai atomien muodostumista. Atomit ovat sähköisesti neutraaleja, koska negatiivisesti varautuneet elektronit ovat yhtä suuria kuin positiivisesti varautuneet protonit ytimissä. Protonien määrä atomissa pysyy samana yleisten kemiallisten muutosten (kutsutaan kemiallisina reaktioina) aikana, mutta elektroneja voi kadota tai saada.
Yhden tai useamman elektronin menetys neutraalista atomista muodostaa kationin , ionin, jolla on positiivinen nettovaraus. Esimerkiksi natrium (Na) atomi voi helposti menettää elektronin muodostaen natriumkationin, jota edustaa Na +.
Toisaalta anioni on ioni, jonka nettovaraus on negatiivinen johtuen elektronien määrän kasvusta. Esimerkiksi klooriatomi (Cl) voi saada elektronin muodostamaan kloridi-ionin Cl-
Kun natrium yhdistyy klooriin muodostaen natriumkloridia (tavallinen pöytäsuola), kukin natriumatomi luovuttaa yhden elektronin yhdeksi klooriatomiksi. Natriumkloridikiteessä vahva sähköstaattinen vetovoima vastakkain varautuneiden ionien välillä pitää ionit tiukasti paikallaan muodostaen ionisidoksen. Sitten sanotaan, että natriumkloridi on ioninen yhdiste, koska se koostuu kationeista ja anioneista.
Atomi voi menettää tai saada enemmän kuin yhden elektronin, kuten rauta-ionin, jolla on kolme positiivista varausta (Fe + 3), ja sulfidi-ionin, jolla on kaksi negatiivista varausta (S =). Näitä ioneja, kuten natrium- ja kloridi-ioneja, kutsutaan monatomisiksi ioneiksi, koska ne sisältävät vain yhden atomin. Joitakin poikkeuksia lukuun ottamatta metallit yleensä muodostavat kationeja ja ei-metallit, anionit.
Lisäksi on mahdollista yhdistää kaksi tai useampia atomeja ja muodostaa ioni, jolla on positiivinen tai negatiivinen nettovaraus. Ioneja, jotka sisältävät useampaa kuin yhtä atomia, kuten OH- (hydroksidi-ioni), CN- (syanidi-ioni) ja NH4 + (ammoniumioni), kutsutaan polyatomisiksi ioneiksi.
Pienin energia, joka vaaditaan elektronin erottamiseksi eristetystä atomista (tai ionista) perustilassa, tunnetaan ionisaatioenergiana , ja se on esitetty yksikköinä kJ / mol. Tämän energian suuruus mittaa sitä, kuinka "tiukasti" elektroni on sitoutunut atomiin. Mitä korkeampi ionisaatioenergia on, sitä vaikeampaa on poistaa elektroni atomista.
