kationen

Kationen sind positiv geladene Ionen, die durch den Elektronenverlust von Atomen oder Molekülen entstehen. Sie können monatomisch sein, wie Na+, K+ oder Fe2+, oder polyatomisch, wie NH4+ oder H3O+. In wässriger Lösung treten Kationen meist gemeinsam mit Anionen auf und ermöglichen die Bildung von Salzen wie NaCl oder CaCO3.

Kationen unterscheiden sich durch ihre Ladung: monovalent (1+), divalent (2+), trivalent (3+) usw. Viele Elemente, besonders Metalle, bilden verschiedene Oxidationsstufen, etwa Fe2+ und Fe3+. Für mehrwertige Kationen wird häufig der Name des Elements mit der Ladung in Klammern angegeben, z. B. Eisen(II) oder Eisen(III). Ammonium und Hydronium sind verbreitete polyatomische Kationen.

Kationen treten in Kristallen und Salzen auf und bestimmen dort Eigenschaften wie Gitterenergie, Löslichkeit und Schmelzpunkt. In wässrigen Lösungen beeinflussen Größe und Ladung die Mobilität der Ionen und damit die elektrische Leitfähigkeit. Kationen spielen auch in biologischen Systemen eine zentrale Rolle, etwa Natrium-, Kalium- und Calcium-Ionen bei der Nervenleitung, der Muskelkontraktion und der Regulation des Zellvolumens.

Die Eigenschaften von Kationen hängen stark von Ladung und Ionengröße ab. Viele Übergangsmetallkationen zeigen in Lösungen oder Komplexen charakteristische Farben; andere Kationen sind farblos. Anwendungen finden sich in der Elektrochemie, der Wasseraufbereitung, der Materialwissenschaft und der Biologie.