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Ein '''Kation''' [{{IPA|ˈkati̯oːn}}] (sprich: Kat-ion; von {{grcS|κατἰόν|katión|de=das Hinuntergehende}}, [[Partizip Präsens Aktiv]] [[Genus|Neutrum]] zu {{grcS|κατἰέναι|katiénai|de=hinuntergehen}})<ref>{{Literatur |Online=http://images.zeno.org/Pape-1880/K/big/Pape-1880----01-1394.png |Titel=Handwörterbuch der griechischen Sprache |Auflage=3. Auflage, 6. Abdruck |Verlag=Vieweg & Sohn |Ort=Braunschweig |Autor=[[Wilhelm Pape]], Max Sengebusch (Bearb.) |Datum=1914 |Abruf=2019-03-06 |Kommentar=; beachte: hier ist wie in altgriechischen Wörterbüchern üblich nicht der Infinitiv, sondern die 1. Person Singular Präsens Aktiv {{grcS|κάτειμι|káteimi|de=ich gehe hinunter}} angegeben}}</ref> ist ein [[Elektrische Ladung|positiv]] geladenes [[Ion]]. Da sich positiv geladene Ionen bei einer [[Elektrolyse]] stets zur [[Kathode]] bewegen, wurde für sie der Name ''Kationen'' gewählt.

Diese entstehen aus [[Atom]]en oder [[Molekül]]en durch Abgabe von [[Elektron]]en oder Aufnahme von Wasserstoff-Ionen H+ ([[Proton (Chemie)|Protonen]]).

[[Salze]] sind immer aus Kationen und [[Anion]]en zusammengesetzt.

Der Austausch zwischen verschiedenwertigen Kationen wird durch die [[Gapon-Gleichung]] beschrieben. Zum chemischen [[Nachweis (Chemie)|Nachweis]] von Kationen werden moderne Laborgeräte aus der instrumentellen [[Analytik]] oder auch nur einfache [[Kationennachweise]] im Reagenzglas eingesetzt.

== Metallionen ==
'''Metallionen''' sind einfache Kationen, die sich aus [[Metall]]atomen durch Elektronenabgabe ([[Oxidation]]) bilden.

Beispiele von Metallionen, nach ihrer [[Wertigkeit (Chemie)|Wertigkeit]] geordnet:
*einwertig (monovalent): [[Kalium|K]]+, [[Natrium|Na]]+, [[Lithium|Li]]+, [[Kupfer|Cu]]+
* zweiwertig (divalent): [[Magnesium|Mg]]2+, [[Calcium|Ca]]2+, [[Barium|Ba]]2+, [[Kupfer|Cu]]2+, [[Eisen|Fe]]2+, [[Zink|Zn]]2+
* dreiwertig (trivalent): [[Aluminium|Al]]3+, [[Eisen|Fe]]3+
* vierwertig (tetravalent): [[Blei|Pb]]4+
Einige Metallionen wie Eisen-, Zink- oder Kupferionen haben als [[Spurenelement]]e in der [[Biologie]] eine Bedeutung. Sie sind beispielsweise [[Coenzym|Kofaktoren]] bei [[Metalloenzym]]en.

== Zusammengesetzte Kationen ==
Beispiele für zusammengesetzte Kationen (Molekülkationen):
* NH4+ ([[Ammonium]]-Ion)
* H3O+ ([[Oxonium]]-Ion)
* [NO]+ ([[Nitrosylverbindungen|Nitrosyl-Kation]])

=== Organische Chemie ===
[[Tetramethylammoniumchlorid]] {N[CH3]4+ Cl−} und [[Triethylamin]]-[[Hydrochlorid]] {HN[C2H5]3+ Cl−} sind Beispiele für organische Ammonium-Salze, bei denen das Stickstoffatom ebenfalls vier Bindungspartner hat, diese jedoch organische Reste oder teils auch Wasserstoffatome sind, wie in Hydrochloriden, [[Hydrobromide]]n oder [[Hydroiodide]]n.

== Die Ladung von einfachen Kationen ==
*Na → Na+ + 1e−
:Aus dem Natrium-Atom entsteht durch Abgabe eines Elektrons ein einfach positiv geladenes Natriumion. Dadurch, dass eine negative Ladung im Atom weniger vorhanden ist, überwiegt die positive Ladung.
*Mg → Mg2+ + 2e−
:Durch Abgabe von zwei Elektronen entsteht aus einem Magnesium-Atom ein zweifach positiv geladenes Magnesiumion.
*Al → Al 3++ 3e−
:Das Aluminiumatom wird nach Abgabe von 3 Elektronen zu einem dreifach positiv geladenen Aluminiumion.

Die Ladung der Metall-Ionen ergibt sich aus der [[Elektronenkonfiguration]] (Verteilung der Elektronen in der Atomhülle). Die Abgabe von Elektronen hat das Ziel, gleich viele Elektronen wie ein [[Edelgase|Edelgas]] zu erreichen ([[Edelgaskonfiguration]]). Die Anzahl der abzugebenden Elektronen richtet sich nach der Anzahl der [[Außenelektronen]], die sich im [[Periodensystem]] für die [[Hauptgruppe]]nelemente aus deren Hauptgruppennummer ablesen lässt.

== Metallhydroxokationen ==
In wässrigen Lösungen liegen Metallkationen entweder [[Hydratation|hydratisiert]] vor oder sie bilden je nach [[pH-Wert]] und Art der Metallkationen und Ladungszahl Hydroxokomplexe bzw. Isopolyoxokationen mit der allgemeinen [[chemische Formel|Formel]] [MxOu(OH)v(H2O)w]n+, wobei nicht alle [[Ligand]]enarten (H2O, OH−, O2−) gebunden werden müssen. Kationen mit kleinerer Ladungszahl bilden bevorzugt Aqua- (veraltet Aquo-) und Hydroxokomplexe, Kationen mit einer höheren Ladungszahl bilden bevorzugt Oxokomplexe. Mehrere Metallkationen im [[Komplexchemie|Komplex]] sind über Sauerstoffbrücken gebunden. Bei einem hohen pH-Wert können diese Komplexe zu [[Hydroxide]]n reagieren, die aus der Lösung ausfallen, oder sie bilden negativ geladene Hydroxokomplexe (Beispiel [[Aluminate]]).

== Literatur ==
* {{Holleman-Wiberg|Auflage=91.–100.|Startseite=?}}
* Hans Rudolf Christen: ''Grundlagen der allgemeinen und anorganischen Chemie.'' 8. Auflage. Otto Salle Verlag, Frankfurt am Main/Berlin/München 1985, ISBN 3-7935-5394-9.
* K.H. Tytko: ''Isopolyoxokationen – Metallkationen in wässriger Lösung,'' [[Chemie in unserer Zeit]], 13. Jahrg. 1979, S. 184–194, {{ISSN|0009-2851}}.

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4163478-0|LCCN=sh85021247}}

[[Kategorie:Atomphysik]]
[[Kategorie:Ion]]

Kation - Versionsgeschichte

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