وصلت الكلمة اليونانية katión إلى الإنجليزية مثل cation ، المستمد من لغتنا في الكاتيون. يستخدم المصطلح مع الإشارة إلى أيون له شحنة موجبة .
لكي نفهم بدقة ما هو الكاتيون ، يجب علينا تحليل المفاهيم المذكورة في تعريفها. الكاتيون هو فئة من الأيون : ذرة ، أو مجموعة من الذرات ، التي تحصل على الشحنة الكهربائية من خلال كسب أو خسارة الإلكترونات .
تذكر أن الذرات هي تلك الجسيمات التي لا يمكن تقسيمها بواسطة عملية كيميائية وتتكون من إلكترونات (جسيمات أولية لها شحنة كهربائية سالبة) تحيط بالنواة .
باختصار ، الأيون الذي له شحنة كهربائية موجبة عند إضافة أو فقدان الإلكترونات ، هو الكاتيون. عندما تقوم الكاتيونات بتأسيس رابطة أيونية مع الأنيونات (أيونات لها شحنة كهربائية سلبية) ، فإنها تشكل ملحًا . هذه الأملاح هي عادة نتيجة للتفاعل الكيميائي الذي يتولد بين قاعدة (التي توفر الكاتيون) وحمض (الذي يزود الأنيون).
الملح الذي يستخدم لنكهة الطعام هو مثال على نتاج هذا النوع من التفاعلات التي تنطوي على الكاتيون والأنيون. في هذه الحالة ، توفر قاعدة هيدروكسيد الصوديوم الكاتيون بالتفاعل مع حمض الهيدروكلوريك ، الذي يضيف الأنيون. والنتيجة هي المنتج المعروف باسم كلوريد الصوديوم: ملح الطعام .
من المهم الإشارة إلى أن الكاتيونات موجودة في الكائن الحي للإنسان من خلال البوتاسيوم والصوديوم وعناصر أخرى تشكل أملاحاً مؤينة.
لقد وثق العلم وجود عدد كبير جدًا من الكاتيونات ، كل منها باسمها التقليدي (أو القديم ) ورمزها واسمها IUPAC . هذا الاختصار الأخير يتوافق مع الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية ، واسمه الأصلي باللغة الإنجليزية هو الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية ؛ وهي مجموعة تتكون من الجمعيات الوطنية المخصصة للكيمياء ، مع القدرة على وضع معايير لتحديد المركبات الكيميائية.
من خلال النظر إلى قائمة الكاتيونات الأكثر تكرارا ، يمكننا أن نميز بين تلك الكاتيونات البسيطة والمتعددة . في المجموعة الأولى ما يلي (حسب التسمية التي أقرتها IUPAC): الألمنيوم والباريوم والبريليوم والكالسيوم والكروم III والكوبالت II والنحاس II والغاليوم والهيليوم والهيدروجين والرصاص والمغنيسيوم والليثيوم والمنغنيز II والنيكل الثاني والبوتاسيوم والفضة والصوديوم والسترونشيوم والقصدير الثاني والزنك.في الوقت نفسه ، بعض الكاتيونات متعددة الأيونات الأكثر شيوعًا هي الأمونيوم والهيدرونيوم والنيترونيوم والزئبق الأول. والواحد فقط من هؤلاء الذين لديهم اسم تقليدي مختلف عن الاسم الذي قدمته IUPAC هو آخر واحد ، والذي يعرف باسم cation الزئبق .
من المهم الإشارة إلى أن التسمية هي أحد النقاط الأساسية للعلوم ، لأنها تسمح بتوحيد أسماء مختلف الاكتشافات لتسهيل دراستها ونشرها على المستوى الدولي ، وكذلك مع مرور الوقت. في حالة الكاتيونات ، أوصت IUPAC في عام 2005 أن جميع تلك التي ، وفقا لمصطلحاتهم القديمة أو التقليدية ، قد توقف استخدام "-ico" أو "-oso" ، مع الاستثناء الوحيد من oxoacids.
في علم الأحياء ، الكاتيونات لها أدوار مختلفة ذات أهمية كبيرة. على سبيل المثال ، يتم نقل العديد من الجزيئات العضوية إلى داخل الخلايا عن طريق الأغشية الخلوية التي تتم المحافظة على إمكاناتها الكهروكيميائية من خلال تدرجات تركيز العديد من الكاتيونات. من ناحية أخرى ، فإنها تعزز نقل النبضات العصبية وتقلص العضلات ، والمشاركة في الوظائف التحفيزية حيث توجد في المراكز النشطة للعديد من الإنزيمات.