양이온

양이온(陽이온, cation)은 화학종이 전자를 잃어 양전하를 띠게 된 이온을 말한다. 즉, 원자 또는 분자가 하나 이상의 전자를 잃어버려 전체적으로 양전하를 띠게 된 입자를 의미한다. 양이온은 전기장 내에서 음극(cathode)으로 이동하므로 '캐소드(cathode)'에서 유래한 'cation'이라는 이름이 붙었다.

형성 과정

양이온은 주로 금속 원소들이 전자를 잃으면서 형성된다. 금속 원소는 일반적으로 최외각 전자 수가 적어 전자를 잃고 안정한 전자 배치를 이루려는 경향이 있기 때문이다. 예를 들어, 나트륨(Na)은 하나의 전자를 잃고 나트륨 이온(Na+)이 되며, 마그네슘(Mg)은 두 개의 전자를 잃고 마그네슘 이온(Mg2+)이 된다.

특징

• 전하: 양전하를 띤다. 양전하의 크기는 잃어버린 전자의 수와 같다.
• 크기: 일반적으로 중성 원자보다 크기가 작다. 전자를 잃으면 전자 간의 반발력이 줄어들고 핵의 인력이 상대적으로 강해지기 때문이다.
• 용해도: 많은 양이온 화합물은 물에 잘 녹는다. 이는 물 분자의 극성이 양이온을 둘러싸 안정화시키는 효과 때문이다.
• 예시: 수소 이온(H+), 나트륨 이온(Na+), 칼륨 이온(K+), 칼슘 이온(Ca2+), 철 이온(Fe2+, Fe3+) 등이 있다.

활용

양이온은 다양한 분야에서 활용된다.

• 생물학: 생체 내에서 신경 신호 전달, 근육 수축, 효소 활성화 등 다양한 생리적 과정에 관여한다.
• 화학: 화학 반응에서 촉매, 반응 중간체 등으로 작용한다.
• 산업: 금속 제련, 전기 도금, 배터리 제조 등에 사용된다.
• 환경: 수질 정화, 토양 개량 등에 활용된다.