Opća i neorganska hemija. Joni su atomi koji nose naboj. Pozitivno nabijeni vodikovi joni se nazivaju

Joni (od grčkog ion - ide), električno nabijene čestice nastale kao rezultat gubitka ili vezivanja jednog ili više elektrona (ili drugih nabijenih čestica) za atom, molekulu, radikal ili drugi ion. Pozitivno nabijeni ioni nazivaju se kationi, negativno nabijeni ioni se nazivaju anjoni. Termin je predložio M. Faraday 1834. godine.

Joni su označeni hemijskim simbolom sa indeksom koji se nalazi u gornjem desnom uglu. Indeks označava predznak i veličinu naboja, tj. višestrukost jona, u jedinicama naelektrisanja elektrona. Kada atom izgubi ili dobije 1, 2, 3 ... elektrona, formiraju se ioni s jednim, dva i tri naboja (vidi Ionizacija), na primjer Na +, Ca 2+, Al 3+, Cl - , SO 4 2 -.

Atomski joni su takođe označeni hemijskim simbolom elementa sa rimskim brojevima koji označavaju višestrukost jona, u ovom slučaju, rimski brojevi su spektroskopski simboli i njihova vrednost je veća od vrednosti naboja po jedinici, odnosno NI znači neutralni atom N, oznaka jona NII znači jednostruko nabijeni ion N+, NIII znači N 2+.

Niz jona različitih hemijskih elemenata koji sadrže isti broj elektrona formira izoelektronski niz.

Joni mogu biti dio molekula tvari, formirajući molekule zbog ionskih veza. U obliku nezavisnih čestica, u nevezanom stanju, joni se nalaze u svim agregacijskim stanjima - u plinovima (posebno u atmosferi), u tekućinama (u topljenjima i u otopinama), u kristalima. U tekućinama, ovisno o prirodi rastvarača i otopljene tvari, joni mogu postojati beskonačno dugo, na primjer, Na + jon u vodenom rastvoru natrijum hlorida NaCl. Soli u čvrstom stanju obično formiraju ionske kristale. Kristalna rešetka metala sastoji se od pozitivno nabijenih jona, unutar kojih se nalazi "elektronski plin". Energija interakcije atomskih jona može se izračunati korištenjem različitih približnih metoda koje uzimaju u obzir međuatomsku interakciju.

Do stvaranja jona dolazi tokom procesa jonizacije. Da bi se uklonio elektron iz neutralnog atoma ili molekule, potrebno je potrošiti određenu energiju, koja se zove energija ionizacije. Energija ionizacije koja se odnosi na naboj elektrona naziva se jonizacijski potencijal. Elektronski afinitet je suprotan energiji jonizacije i pokazuje količinu energije vezivanja dodatnog elektrona u negativnom jonu.

Neutralni atomi i molekuli ioniziraju se pod djelovanjem kvanta optičkog zračenja, rendgenskog i g-zračenja, električnog polja pri sudaru sa drugim atomima, česticama itd.

U plinovima, joni nastaju uglavnom udarom visokoenergetskih čestica ili fotojonizacijom ultraljubičastim, rendgenskim i g-zracima (vidi Jonizujuće zračenje). Tako formirani joni su kratkotrajni u normalnim uslovima. Na visokim temperaturama, jonizacija atoma i jona (termička ionizacija, tj. termička disocijacija sa odvajanjem elektrona) može se desiti i kao ravnotežni proces u kojem se stepen jonizacije povećava sa porastom temperature i smanjenjem pritiska. U tom slučaju, plin prelazi u stanje plazme.

Joni u gasovima igraju važnu ulogu u mnogim pojavama. U prirodnim uslovima, joni nastaju u vazduhu pod uticajem kosmičkih zraka, sunčevog zračenja ili električnog pražnjenja (munja). Prisutnost jona, njihova vrsta i koncentracija utječu na mnoga fizička svojstva zraka, njegovu fiziološku aktivnost.

Jonah Jonah

(od grč. iōn - odlazak), nabijene čestice nastale od atoma (molekula) kao rezultat gubitka ili vezivanja jednog ili više elektrona. U otopinama, pozitivno nabijeni ioni se nazivaju kationi, negativno nabijeni ioni se nazivaju anioni. Termin je predložio M. Faraday 1834. godine.

IONI

IONI (od grčkog ion - ide), električno nabijene čestice nastale kao rezultat gubitka ili vezivanja jednog ili više elektrona (cm. ELEKTRON (čestica))(ili druge nabijene čestice) na atom, molekulu, radikal ili drugi ion. Pozitivno nabijeni joni nazivaju se kationi (cm. KATION), negativno nabijeni joni - anjoni (cm. ANION)... Termin je predložio M. Faraday (cm. FARADAY Michael) 1834. godine
Joni su označeni hemijskim simbolom sa indeksom koji se nalazi u gornjem desnom uglu. Indeks označava predznak i veličinu naboja, tj. višestrukost jona, u jedinicama naelektrisanja elektrona. Kada atom izgubi ili dobije 1, 2, 3 ... elektrona, formiraju se ioni s jednim, dva i tri naboja (vidi Ionizacija (cm. IONIZACIJA)), na primjer Na +, Ca 2+, Al 3+, Cl -, SO 4 2-.
Atomski joni su takođe označeni hemijskim simbolom elementa sa rimskim brojevima koji označavaju višestrukost jona, u ovom slučaju, rimski brojevi su spektroskopski simboli i njihova vrednost je veća od vrednosti naboja po jedinici, odnosno NI znači neutralni atom N, oznaka jona NII znači jednostruko nabijeni ion N+, NIII znači N 2+.
Niz jona različitih hemijskih elemenata koji sadrže isti broj elektrona formira izoelektronski niz.
Joni mogu biti dio molekula tvari, formirajući molekule zbog jonske veze (cm. ION BOND)... U obliku nezavisnih čestica, u nevezanom stanju, joni se nalaze u svim agregacijskim stanjima - u plinovima (posebno u atmosferi), u tekućinama (u topljenjima i u otopinama), u kristalima. U tekućinama, ovisno o prirodi rastvarača i otopljene tvari, joni mogu postojati beskonačno dugo, na primjer, Na + jon u vodenom rastvoru natrijum hlorida NaCl. Soli u čvrstom stanju obično formiraju ionske kristale (cm. IONSKI KRISTALI)... Kristalna rešetka metala sastoji se od pozitivno nabijenih jona, unutar kojih se nalazi "elektronski plin". Energija interakcije atomskih jona može se izračunati korištenjem različitih približnih metoda koje uzimaju u obzir međuatomsku interakciju (cm. MEĐUATOMSKA INTERAKCIJA).
Do stvaranja jona dolazi tokom procesa jonizacije. Da bi se uklonio elektron iz neutralnog atoma ili molekule, potrebno je potrošiti određenu energiju, koja se zove energija ionizacije. Energija ionizacije koja se odnosi na naboj elektrona naziva se jonizacijski potencijal. Elektronski afinitet je suprotan energiji jonizacije i pokazuje količinu energije vezivanja dodatnog elektrona u negativnom jonu.
Neutralni atomi i molekuli ioniziraju se pod djelovanjem kvanta optičkog zračenja, rendgenskog i g-zračenja, električnog polja pri sudaru sa drugim atomima, česticama itd.
U plinovima, joni nastaju uglavnom udarom visokoenergetskih čestica ili fotojonizacijom ultraljubičastim, rendgenskim i g-zracima (vidi Jonizujuće zračenje (cm. IONIZUJUĆE ZRAČENJE)). Tako formirani joni su kratkotrajni u normalnim uslovima. Na visokim temperaturama, jonizacija atoma i jona (termička ionizacija, tj. termička disocijacija sa odvajanjem elektrona) može se desiti i kao ravnotežni proces (cm. BALANSIRANI PROCES), u kojem se stepen jonizacije povećava sa povećanjem temperature i smanjenjem pritiska. U tom slučaju, plin prelazi u stanje plazme (cm. PLAZMA).
Joni u gasovima igraju važnu ulogu u mnogim pojavama. U prirodnim uslovima, joni nastaju u vazduhu pod uticajem kosmičkih zraka, sunčevog zračenja ili električnog pražnjenja (munja). Prisutnost jona, njihova vrsta i koncentracija utječu na mnoga fizička svojstva zraka, njegovu fiziološku aktivnost.

enciklopedijski rječnik. 2009 .

Pogledajte šta su "joni" u drugim rječnicima:

IONI- (od grč. ion hodanje, lutanje), atomi ili hemikalije. radikali koji nose električne naboje. Priča. Kao što je Faraday prvi put ustanovio, provođenje električne struje u otopinama je povezano s kretanjem materijalnih čestica koje nose ... ... Odlična medicinska enciklopedija

IONI, električno nabijene čestice nastale od atoma (molekula) kao rezultat gubitka ili vezivanja jednog ili više elektrona. Pozitivno nabijeni joni nazivaju se kationi, negativno nabijeni ioni se nazivaju anjoni... Moderna enciklopedija

joni- - električno nabijeni atomi ili molekuli. Opća hemija: udžbenik / A. V. Zholnin Joni su električno nabijene čestice koje nastaju gubitkom ili vezivanjem elektrona od strane atoma, molekula i radikala. Rječnik analitičke hemije ... ... Hemijski pojmovi

Proizvodi razgradnje bilo kojeg tijela putem elektrolize. Rječnik stranih riječi uključenih u ruski jezik. Čudinov A.N., 1910. Rječnik stranih riječi ruskog jezika

Ion (grčki ιόν "hodanje") je električno nabijena čestica (atom, molekula), obično nastala kao rezultat gubitka ili vezivanja jednog ili više elektrona od strane atoma ili molekula. Naboj jona je višekratnik naboja elektrona. Koncept i ... ... Wikipedia

Jonah- (od grčkog ion koji dolazi iz) električno nabijene čestice nastale gubitkom ili vezivanjem elektrona (ili drugih nabijenih čestica) atomima ili grupama atoma (molekule, radikali, itd.). Pojam i termin jona uveden je 1834. godine ... ... Enciklopedijski rečnik metalurgije

- (od grč. ide), monoatomske ili poliatomske čestice koje nose elektricitet. optužba, npr. H +, Li +, Al3 +, NH4 +, F, SO42. Pozitivni I. nazivaju se kationi (od grčkog kation, doslovno silazeći), negativni an i oko n i m (od grčkog anion, ... ... Hemijska enciklopedija

- (od grčkog. ión coming) električno nabijene čestice nastale gubitkom ili vezivanjem elektrona (ili drugih nabijenih čestica) od strane atoma ili grupa atoma. Takve grupe atoma mogu biti molekule, radikali ili drugi I. ... ... Velika sovjetska enciklopedija

joni- fizički čestice koje nose pozitivan ili negativan naboj. Pozitivno nabijeni ioni nose manje elektrona nego što bi trebali, a negativni više... Univerzalni dodatni praktični eksplanatorni rječnik I. Mostitskog

- (fizički) Prema terminologiji koju je u nauku o elektricitetu uveo čuveni Faraday, tijelo podložno razgradnji djelovanjem galvanske struje na njega naziva se elektrolit, razlaganje na ovaj način elektrolizom, a produkti raspadanja jonima ... ... ... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron

Malo ljudi je dobro upućeno u različite pojmove, teorije i zakone fizike i hemije. A neki, možda, tek počinju da proučavaju ove discipline. Stoga, određeni koncepti mogu biti nepoznati ili zaboravljeni. Na primjer, riječ "jon" poznata je mnogim ljudima, međutim, sjetimo se šta je ion i koja svojstva ima.

Šta je jon

Riječ i pojam "ion" došli su do nas iz starogrčkog jezika i prevedeni su kao "hodanje". Ion je naelektrisana čestica. Dakle, ion može imati i pozitivne i negativne naboje. Nabijena čestica može biti ili atom ili molekula ili slobodni radikal. U ovom slučaju, naboj je višestruki od naboja elektrona.

U slobodnom stanju, joni se nalaze svuda u bilo kom stanju agregacije materije. Mogu se naći u gasovima, tečnostima, legurama, kristalima i plazmi.

Ako je ion negativan, onda se naziva anion, a pozitivni naboj se naziva kation. Ova imena je uveo naučnik Michael Faraday, koji je otkrio jone.

Termin "jon" je također skovao fizičar i hemičar Michael Faraday 1834. godine kada je proučavao utjecaj električne struje na različite vodene otopine. Tada je zaključio da električna provodljivost različitih alkalnih, kiselih i slanih otopina ovisi o kretanju posebnih čestica koje je nazvao jonima i podijelio na pozitivne i negativne naelektrisane.

Joni imaju nekoliko osnovnih fizičkih svojstava:

• Joni su aktivne tvari i stupaju u interakciju s atomima, molekulama, slobodnim radikalima i istim ionima. Oni su uključeni u mnoge različite reakcije.
• U električnom polju ioni prenose električnu energiju do željenih suprotno nabijenih elektroda.
• U živim organizmima joni također igraju veliku ulogu u provođenju nervnih impulsa.
• Joni mogu djelovati kao katalizatori ili međuprodukti u kemijskim reakcijama.
• Jonske reakcije u elektrolitičkim otopinama se događaju trenutno;
• Pozitivni joni vodonika su protoni u fizici. Protoni i neutroni formiraju sva jezgra atoma. Takav proton se može dobiti jonizacijom atoma vodika.

Također možete pročitati naš korisni odjeljak

Gotovo svi su vidjeli reklamu za takozvani "Chizhevsky luster", od kojeg se negativni ioni u zraku povećavaju u količini. Međutim, nakon škole, ne sjećaju se svi tačno samih jona - to su nabijene čestice koje su izgubile neutralnost svojstvenu normalnim atomima. A sada malo više detalja.

"Pogrešni" atomi

Kao što znate, broj u tablici velikog Mendeljejeva povezan je s brojem protona u jezgru atoma. Zašto ne elektroni? Jer broj i kompletnost elektrona, iako utiče na svojstva atoma, ne određuju njegova osnovna svojstva povezana sa jezgrom. Možda nema dovoljno elektrona, ili ih može biti previše. Joni su samo atomi sa "pogrešnim" brojem elektrona. Štoviše, paradoksalno, oni koji imaju manjak elektrona nazivaju se pozitivnima, a višak negativnim.

Malo o imenima

Kako nastaju joni? Ovo je jednostavno pitanje - postoje samo dva načina obrazovanja. Ili hemijski ili fizički put. Rezultat može biti pozitivan ion, koji se često naziva kation, odnosno negativan, anion. Jedan atom ili čitava molekula, koja se takođe smatra posebnom poliatomskom vrstom jona, može imati manjak ili višak naboja.

Težnja stabilnosti

Ako dođe do ionizacije medija, na primjer, plina, tada u njemu postoje kvantitativno proporcionalni omjeri elektrona i pozitivnih iona. Ali takva pojava je rijetka (za vrijeme grmljavine, u blizini plamena), plin u tako izmijenjenom stanju ne postoji dugo. Stoga, općenito, blizu tla, sposobne da reaguju zračne jone su rijetkost. Gas je okruženje koje se vrlo brzo mijenja. Čim prestane djelovanje jonizujućih faktora, joni se susreću jedni s drugima i ponovo postaju neutralni atomi. Ovo je njihovo normalno stanje.

Korozivna tečnost

Joni se mogu naći u velikim količinama u vodi. Činjenica je da su molekule vode čestice u kojima su neravnomjerno raspoređene po molekuli; to su dipoli s pozitivnim nabojem s jedne strane i negativnim nabojem s druge strane.

A kada se rastvorljiva supstanca pojavi u vodi, molekuli vode svojim polovima električno utiču na dodanu supstancu, jonizujući je. Dobar primjer je morska voda, u kojoj postoje mnoge tvari u obliku jona. Ljudi to znaju odavno. Iznad određene tačke u atmosferi ima puno jona; ova ljuska se zove ionosfera. uništava stabilne atome i molekule. Čestice u ioniziranom stanju mogu prenijeti na cijelu supstancu. Primjer su svijetle, neobične boje dragog kamenja.

Joni su osnova života, jer je osnovni proces dobijanja energije iz ATP-a nemoguć bez stvaranja električnih nestabilnih čestica, on se sam zasniva na interakciji jona i mnogih hemijskih procesa katalizovanih enzimima, nastaje samo usled jonizacije. Nije iznenađujuće da neke supstance u ovom stanju osoba uzima interno. Klasičan primjer su korisni ioni srebra.

I on- monoatomska ili poliatomska električno nabijena čestica tvari nastala kao rezultat gubitka ili vezivanja jednog ili više elektrona od strane atoma u molekuli.

Naboj jona je višekratnik naboja elektrona. Pojam i termin "jon" uveo je 1834. Michael Faraday, koji je, proučavajući utjecaj električne struje na vodene otopine kiselina, lužina i soli, sugerirao da je električna provodljivost takvih otopina posljedica kretanja jona. Pozitivno nabijeni joni koji se kreću u otopini do negativnog pola (katode), nazvao je Faraday katjoni, i negativno nabijena, krećući se do pozitivnog pola (anode) - anjoni.

Svojstva jona određuju:

1) znak i veličinu njihovog naboja;
2) struktura jona, odnosno raspored elektrona i jačina njihovih veza, a posebno su važni spoljni elektroni;
3) njihove veličine, određene radijusom orbite vanjskog elektrona.
4) čvrstoća elektronske ljuske (deformabilnost jona).

U obliku nezavisnih čestica, joni se nalaze u svim stanjima agregacije: u plinovima (posebno u atmosferi), u tekućinama (u topljenjima i otopinama), u kristalima i plazmi (posebno u međuzvjezdanom prostoru).

Kao kemijski aktivne čestice, ioni stupaju u reakcije s atomima, molekulama i međusobno. U otopinama ioni nastaju kao rezultat elektrolitičke disocijacije i određuju svojstva elektrolita.

Broj elementarnih električnih naboja jona u rastvorima skoro uvek se poklapa sa valentnošću datog atoma ili grupe; Gasni joni mogu imati različit broj elementarnih naboja. Pod uticajem dovoljno energetskih uticaja (visoke temperature, visokofrekventno zračenje, brzi elektroni) mogu se formirati pozitivni ioni sa različitim brojem elektrona, do golih jezgara. Pozitivni ioni su označeni sa + (plus) ili tačkom (na primjer, Mg ***, Al +++), negativni ioni - (minus) ili "(Cl -, Br"). Broj znakova označava broj viška elementarnih naboja. Najčešće se ioni formiraju sa stabilnim vanjskim elektronskim omotačima koji odgovaraju ljusci plemenitih plinova. Ioni od kojih su građeni kristali, te ioni koji se nalaze u rastvorima i rastvaračima sa visokim dielektričnim konstantama, najvećim delom pripadaju ovoj vrsti, na primer, zemnoalkalni i zemnoalkalni metali, halogeni itd. Međutim, postoje i -nazvao. prijelazni ioni, u kojima vanjske ljuske sadrže od 9 do 17 elektrona; ovi ioni mogu relativno lako preći u ione drugačijeg tipa i značaja (na primjer, Fe - -, Cu" itd.).

Hemijska i fizička svojstva

Hemijska i fizička svojstva jona oštro se razlikuju od svojstava neutralnih atoma, podsjećajući u mnogo čemu na svojstva atoma drugih elemenata, koji imaju isti broj elektrona i istu vanjsku elektronsku ljusku (na primjer, K" podsjeća na Ar, F" —Ne). Jednostavni ioni, kao što pokazuje talasna mehanika, su sferni. Veličine jona karakteriziraju se veličinom njihovih polumjera, koji se mogu odrediti empirijski iz podataka rendgenske analize kristala (Goldschmidt) ili teoretski izračunati metodama valne mehanike (Pauliig) ili statistike (Fermi). Rezultati dobijeni oba metoda daju sasvim zadovoljavajuće slaganje. Brojna svojstva kristala i rastvora određena su radijusima jona od kojih se sastoje; u kristalima, ova svojstva su energija kristalne rešetke i, u velikoj mjeri, njen tip; u otopinama ioni polariziraju i privlače molekule rastvarača, formirajući ljuske promjenjivog sastava, ova polarizacija i snaga veze između jona i molekula rastvarača određuju se gotovo isključivo radijusima i nabojima jona. Koliko je snažan opći učinak polja jona na molekule rastvarača pokazuju proračuni Cvikija, koji je otkrio da se molekuli vode nalaze u blizini jona pod pritiskom od oko 50.000 atm. Čvrstoća (deformabilnost) spoljašnjeg elektronskog omotača zavisi od stepena vezivanja spoljašnjih elektrona i uglavnom određuje optička svojstva jona (boja, refrakcija). Međutim, boja jona je povezana i sa stvaranjem jona različitih jedinjenja sa molekulima rastvarača. Teorijski proračuni efekata povezanih s deformacijom elektronskih ljuski su teži i manje opskrbljeni od proračuna interakcijskih sila između jona. Razlozi za stvaranje jona u rastvorima nisu tačno poznati; najvjerovatnije je mišljenje da se molekule topivih supstanci razbijaju na ione molekulskom nulom rastvarača; heteropolarni, odnosno kristali izgrađeni od jona daju, očigledno, kada se rastvore, odmah ione. Vrijednost molekularnog polja rastvarača je takoreći potvrđena paralelizmom između vrijednosti dielektrične konstante rastvarača, koja je približna mjera napona njegovog molekularnog polja, i stepena disocijacije ( Nernst-Thomsonovo pravilo, eksperimentalno potvrđeno od Waldena). Međutim, jonizacija se javlja i u tvarima s malim dielektričnim konstantama, ali se ovdje uglavnom otapaju elektroliti, dajući složene ionske. Kompleksi se ponekad formiraju od jona rastvarajuće supstance, ponekad u njihovom nastanku učestvuje i otapalo. Za supstance sa malim dielektričnim konstantama, formiranje kompleksnih jona je takođe karakteristično pri dodavanju neelektrolita, na primer, (C 2 H 5) 0Br 3 daje, kada se pomeša sa hloroformom, provodljivu
sistem. Vanjski znak stvaranja kompleksnih jona je tzv. abnormalna električna provodljivost, u kojoj grafikon koji pokazuje ovisnost molarne električne provodljivosti o razrjeđenju daje maksimum u području koncentriranih otopina i minimum - uz daljnje razrjeđivanje.

Nomenklatura Prema hemijskoj nomenklaturi, naziv kationa koji se sastoji od jednog atoma poklapa se s imenom elementa, na primjer, Na + se naziva natrijum ion, ponekad se dodaje naboj u zagradi, na primjer, naziv elementa Fe 2+ kation je gvožđe (II) -jon. Ime se sastoji od jednog atomskog anjona formiranog od korijena latinskog naziva elementa i sufiksa " -Ja sam uradio", Na primjer, F se naziva fluorid ion.