Chimie générale et inorganique. Les ions sont des atomes qui portent une charge. Les ions hydrogène chargés positivement sont appelés

Ions (du grec ion - aller), particules chargées électriquement formées à la suite de la perte ou de la fixation d'un ou plusieurs électrons (ou autres particules chargées) à un atome, une molécule, un radical ou un autre ion. Les ions chargés positivement sont appelés cations, les ions chargés négativement sont appelés anions. Le terme a été proposé par M. Faraday en 1834.

Les ions sont désignés par un symbole chimique avec un index situé en haut à droite. L'indice indique le signe et l'amplitude de la charge, c'est-à-dire la multiplicité de l'ion, en unités de charge électronique. Lorsqu'un atome perd ou gagne 1, 2, 3 ... électrons, des ions à une, deux et trois charges se forment respectivement (voir Ionisation), par exemple Na +, Ca 2+, Al 3+, Cl - , SO 4 2 -.

Les ions atomiques sont également désignés par le symbole chimique de l'élément avec des chiffres romains indiquant la multiplicité de l'ion, dans ce cas, les chiffres romains sont des symboles spectroscopiques et leur valeur est supérieure à la valeur de la charge par unité, c'est-à-dire NI signifie un atome neutre N, la désignation d'un ion NII signifie un ion à charge simple N +, NIII signifie N 2+.

Une séquence d'ions de différents éléments chimiques contenant le même nombre d'électrons forme une série isoélectronique.

Les ions peuvent faire partie des molécules de substances, formant des molécules dues à des liaisons ioniques. Sous forme de particules indépendantes, à l'état non lié, les ions se trouvent dans tous les états d'agrégation - dans les gaz (en particulier dans l'atmosphère), dans les liquides (dans les masses fondues et en solutions), dans les cristaux. Dans les liquides, selon la nature du solvant et du soluté, les ions peuvent exister pendant une durée infiniment longue, par exemple l'ion Na + dans une solution aqueuse de chlorure de sodium NaCl. Les sels à l'état solide forment généralement des cristaux ioniques. Le réseau cristallin des métaux est constitué d'ions chargés positivement, à l'intérieur desquels se trouve un "gaz d'électrons". L'énergie d'interaction des ions atomiques peut être calculée en utilisant diverses méthodes approximatives qui prennent en compte l'interaction interatomique.

La formation d'ions se produit pendant le processus d'ionisation. Pour retirer un électron d'un atome ou d'une molécule neutre, il est nécessaire de dépenser une certaine énergie, appelée énergie d'ionisation. L'énergie d'ionisation rapportée à la charge d'un électron est appelée potentiel d'ionisation. L'affinité électronique est l'opposé de l'énergie d'ionisation et montre la quantité d'énergie de liaison d'un électron supplémentaire dans un ion négatif.

Les atomes et molécules neutres sont ionisés sous l'action de quanta de rayonnement optique, de rayons X et de rayonnement g, de champ électrique lors de la collision avec d'autres atomes, particules, etc.

Dans les gaz, les ions se forment principalement par l'impact de particules de haute énergie ou par photoionisation par les ultraviolets, les rayons X et les rayons g (voir Rayonnements ionisants). Les ions ainsi formés sont de courte durée dans des conditions normales. À haute température, l'ionisation des atomes et des ions (ionisation thermique, c'est-à-dire dissociation thermique avec séparation d'un électron) peut également se produire comme un processus d'équilibre dans lequel le degré d'ionisation augmente avec l'augmentation de la température et la diminution de la pression. Dans ce cas, le gaz se transforme en un état plasma.

Les ions dans les gaz jouent un rôle important dans de nombreux phénomènes. Dans des conditions naturelles, des ions se forment dans l'air sous l'influence des rayons cosmiques, du rayonnement solaire ou d'une décharge électrique (foudre). La présence d'ions, leur type et leur concentration affectent de nombreuses propriétés physiques de l'air, son activité physiologique.

Jonas Jonas

(du grec. iōn - allant), particules chargées formées à partir d'un atome (molécule) à la suite de la perte ou de l'attachement d'un ou plusieurs électrons. Dans les solutions, les ions chargés positivement sont appelés cations, les ions chargés négativement sont appelés anions. Le terme a été proposé par M. Faraday en 1834.

ION

IONS (du grec ion - aller), particules chargées électriquement formées à la suite de la perte ou de la fixation d'un ou plusieurs électrons (cm.ÉLECTRON (particule))(ou d'autres particules chargées) en un atome, une molécule, un radical ou un autre ion. Les ions chargés positivement sont appelés cations (cm. CATION), ions chargés négativement - anions (cm. ANION)... Le terme a été proposé par M. Faraday (cm. FARADAY Michel) en 1834
Les ions sont désignés par un symbole chimique avec un index situé en haut à droite. L'indice indique le signe et l'amplitude de la charge, c'est-à-dire la multiplicité de l'ion, en unités de charge électronique. Lorsqu'un atome perd ou gagne 1, 2, 3 ... électrons, des ions à une, deux et trois charges se forment respectivement (voir Ionisation (cm. IONISATION)), par exemple Na +, Ca 2+, Al 3+, Cl -, SO 4 2-.
Les ions atomiques sont également désignés par le symbole chimique de l'élément avec des chiffres romains indiquant la multiplicité de l'ion, dans ce cas, les chiffres romains sont des symboles spectroscopiques et leur valeur est supérieure à la valeur de la charge par unité, c'est-à-dire NI signifie un atome neutre N, la désignation d'un ion NII signifie un ion à charge simple N +, NIII signifie N 2+.
Une séquence d'ions de différents éléments chimiques contenant le même nombre d'électrons forme une série isoélectronique.
Les ions peuvent faire partie des molécules de substances, formant des molécules en raison de la liaison ionique (cm. LIAISON IONIQUE)... Sous forme de particules indépendantes, à l'état non lié, les ions se trouvent dans tous les états d'agrégation - dans les gaz (en particulier dans l'atmosphère), dans les liquides (dans les masses fondues et en solutions), dans les cristaux. Dans les liquides, selon la nature du solvant et du soluté, les ions peuvent exister pendant une durée infiniment longue, par exemple l'ion Na + dans une solution aqueuse de chlorure de sodium NaCl. Les sels à l'état solide forment généralement des cristaux ioniques (cm. CRISTAUX IONIQUES)... Le réseau cristallin des métaux est constitué d'ions chargés positivement, à l'intérieur desquels se trouve un "gaz d'électrons". L'énergie d'interaction des ions atomiques peut être calculée à l'aide de diverses méthodes approximatives qui prennent en compte l'interaction interatomique (cm. INTERACTION INTER-ATOMIQUE).
La formation d'ions se produit pendant le processus d'ionisation. Pour retirer un électron d'un atome ou d'une molécule neutre, il est nécessaire de dépenser une certaine énergie, appelée énergie d'ionisation. L'énergie d'ionisation rapportée à la charge d'un électron est appelée potentiel d'ionisation. L'affinité électronique est l'opposé de l'énergie d'ionisation et montre la quantité d'énergie de liaison d'un électron supplémentaire dans un ion négatif.
Les atomes et molécules neutres sont ionisés sous l'action de quanta de rayonnement optique, de rayons X et de rayonnement g, de champ électrique lors de la collision avec d'autres atomes, particules, etc.
Dans les gaz, les ions sont formés principalement par l'impact de particules de haute énergie ou par photoionisation par les ultraviolets, les rayons X et les rayons g (voir Rayonnement ionisant (cm. RAYONNEMENT IONISANT)). Les ions ainsi formés sont de courte durée dans des conditions normales. À haute température, l'ionisation des atomes et des ions (ionisation thermique, c'est-à-dire dissociation thermique avec séparation d'un électron) peut également se produire en tant que processus d'équilibre (cm. PROCESSUS ÉQUILIBRÉ), dans laquelle le degré d'ionisation augmente avec l'augmentation de la température et la diminution de la pression. Dans ce cas, le gaz se transforme en un état plasma (cm. PLASMA).
Les ions dans les gaz jouent un rôle important dans de nombreux phénomènes. Dans des conditions naturelles, des ions se forment dans l'air sous l'influence des rayons cosmiques, du rayonnement solaire ou d'une décharge électrique (foudre). La présence d'ions, leur type et leur concentration affectent de nombreuses propriétés physiques de l'air, son activité physiologique.

Dictionnaire encyclopédique. 2009 .

Voyez ce que sont les "ions" dans d'autres dictionnaires :

ION- (du grec. marche ionique, vagabondage), atomes ou chimiques. radicaux porteurs de charges électriques. Récit. Comme Faraday l'a établi pour la première fois, la conduite d'un courant électrique dans les solutions est associée au mouvement de particules matérielles transportant ... ... Grande encyclopédie médicale

IONS, particules chargées électriquement formées à partir d'un atome (molécule) à la suite de la perte ou de la fixation d'un ou plusieurs électrons. Les ions chargés positivement sont appelés cations, les ions chargés négativement sont appelés anions... Encyclopédie moderne

ions- - atomes ou molécules chargés électriquement. Chimie générale: manuel / A. V. Zholnin Les ions sont des particules chargées électriquement résultant de la perte ou de la fixation d'électrons par des atomes, des molécules et des radicaux. Dictionnaire de chimie analytique ... ... Termes chimiques

Produits de décomposition de tout corps par électrolyse. Dictionnaire de mots étrangers inclus dans la langue russe. Chudinov A.N., 1910 ... Dictionnaire des mots étrangers de la langue russe

L'ion (en grec ιόν « marche ») est une particule chargée électriquement (atome, molécule), généralement formée à la suite de la perte ou de la fixation d'un ou plusieurs électrons par des atomes ou des molécules. La charge d'un ion est un multiple de la charge d'un électron. Concept et ... ... Wikipédia

Jonas- (du grec ion provenant de) particules chargées électriquement formées par la perte ou la fixation d'électrons (ou d'autres particules chargées) par des atomes ou groupes d'atomes (molécules, radicaux, etc.). Le concept et le terme d'ions ont été introduits en 1834 ... ... Dictionnaire encyclopédique de la métallurgie

- (du grec. aller), particules monoatomiques ou polyatomiques transportant de l'électricité. frais, ex. H+, Li+, Al3+, NH4+, F, SO42. Les I. positifs sont appelés cations (du grec cation, descendant littéralement), an négatifs et environ n et m (du grec anion, ... ... Encyclopédie chimique

- (du grec. ión venir) particules chargées électriquement formées par la perte ou la fixation d'électrons (ou d'autres particules chargées) par des atomes ou des groupes d'atomes. De tels groupes d'atomes peuvent être des molécules, des radicaux ou d'autres I. ... ... Grande Encyclopédie soviétique

ions- physique particules portant une charge positive ou négative. Les ions chargés positivement transportent moins d'électrons qu'ils ne le devraient et les négatifs plus... Dictionnaire explicatif pratique supplémentaire universel de I. Mostitsky

- (physique) Selon la terminologie introduite dans la doctrine de l'électricité par le célèbre Faraday, un corps sujet à décomposition par l'action d'un courant galvanique sur lui est appelé électrolyte, décomposition ainsi par électrolyse, et produits de décomposition par ions ... ... ... Dictionnaire encyclopédique de F.A. Brockhaus et I.A. Efron

Peu de gens connaissent bien les divers termes, théories et lois de la physique et de la chimie. Et certains, peut-être, commencent tout juste à étudier ces disciplines. Par conséquent, certains concepts peuvent être inconnus ou oubliés. Par exemple, le mot "ion" est familier à de très nombreuses personnes, cependant, rappelons-nous ce qu'est un ion et quelles sont ses propriétés.

Qu'est-ce qu'un ion

Le mot et le concept "ion" nous sont venus de la langue grecque antique et se traduisent par "marcher". L'ion est une particule chargée. Par conséquent, un ion peut avoir des charges positives et négatives. Une particule chargée peut être soit un atome, soit une molécule, soit un radical libre. Dans ce cas, la charge est un multiple de la charge électronique.

A l'état libre, les ions se retrouvent partout dans n'importe quel état d'agrégation de la matière. On les trouve dans les gaz, les liquides, les alliages, les cristaux et le plasma.

Si l'ion est négatif, alors il est appelé anion et la charge positive est appelée cation. Ces noms ont été introduits par le scientifique Michael Faraday, qui a découvert les ions.

Le terme "ion" a également été inventé par le physicien et chimiste Michael Faraday en 1834 alors qu'il étudiait l'effet du courant électrique sur diverses solutions aqueuses. C'est alors qu'il a conclu que la conductivité électrique de diverses solutions alcalines, acides et salines dépend du mouvement de particules spéciales, qu'il a appelées ions et divisées en charges positives et négatives.

Les ions ont plusieurs propriétés physiques de base :

• Les ions sont des substances actives et interagissent avec les atomes, les molécules, les radicaux libres et les mêmes ions. Ils sont impliqués dans de nombreuses réactions différentes.
• Dans un champ électrique, les ions transportent l'électricité vers les électrodes de charge opposée souhaitées.
• Dans les organismes vivants, les ions jouent également un rôle important dans la conduction de l'influx nerveux.
• Les ions peuvent agir comme catalyseurs ou intermédiaires dans des réactions chimiques.
• Les réactions ioniques dans les solutions électrolytiques se produisent instantanément;
• Les ions hydrogène positifs sont des protons en physique. Les protons et les neutrons forment tous les noyaux des atomes. Un tel proton peut être obtenu en ionisant un atome d'hydrogène.

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Presque tout le monde a vu une publicité pour le soi-disant "lustre Chizhevsky", à partir duquel les ions négatifs dans l'air augmentent en quantité. Cependant, après l'école, tout le monde ne se souvient pas exactement des ions eux-mêmes - ce sont des particules chargées qui ont perdu la neutralité inhérente aux atomes normaux. Et maintenant un peu plus de détails.

"Mauvais" atomes

Comme vous le savez, le nombre dans le tableau du grand Mendeleev est associé au nombre de protons dans le noyau de l'atome. Pourquoi pas des électrons ? Parce que le nombre et la complétude des électrons, bien qu'ils affectent les propriétés de l'atome, ne déterminent pas ses propriétés fondamentales associées au noyau. Il se peut qu'il n'y ait pas assez d'électrons ou qu'il y en ait trop. Les ions ne sont que des atomes avec le "mauvais" nombre d'électrons. De plus, paradoxalement, ceux qui manquent d'électrons sont dits positifs, et un excès est dit négatif.

Un peu sur les noms

Comment naissent les ions ? C'est une question simple - il n'y a que deux façons d'éduquer. Soit la voie chimique, soit la voie physique. Le résultat peut être un ion positif, souvent appelé cation, et un ion négatif, respectivement, un anion. Un seul atome ou une molécule entière, qui est également considéré comme un type spécial d'ion polyatomique, peut avoir un déficit ou un excès de charge.

En quête de stabilité

Si l'ionisation d'un milieu, par exemple un gaz, se produit, des rapports quantitativement proportionnels d'électrons et d'ions positifs y existent. Mais un tel phénomène est rare (lors d'un orage, à proximité d'une flamme), le gaz dans un état aussi altéré n'existe pas longtemps. Par conséquent, en général, près du sol, les ions de l'air capables de réagir sont une rareté. Le gaz est un environnement qui évolue très rapidement. Dès que l'action des facteurs ionisants cesse, les ions se rencontrent et redeviennent des atomes neutres. C'est leur état normal.

Liquide corrosif

Les ions peuvent être trouvés en grande quantité dans l'eau. Le fait est que les molécules d'eau sont des particules dans lesquelles elles sont réparties de manière inégale dans toute la molécule; ce sont des dipôles avec une charge positive d'une part et une charge négative de l'autre.

Et lorsqu'une substance soluble apparaît dans l'eau, les molécules d'eau avec leurs pôles affectent électriquement la substance ajoutée, l'ionisant. Un bon exemple est l'eau de mer, dans laquelle de nombreuses substances existent sous forme d'ions. Les gens le savent depuis longtemps. Il y a beaucoup d'ions dans l'atmosphère au-dessus d'un certain point, cette coquille s'appelle l'ionosphère. détruit les atomes et molécules stables. Les particules à l'état ionisé peuvent contaminer l'ensemble de la substance. Un exemple est les couleurs vives et inhabituelles des pierres précieuses.

Les ions sont la base de la vie, car le processus de base d'obtention d'énergie à partir d'ATP est impossible sans la création de particules électriquement instables, il est lui-même basé sur les interactions d'ions et de nombreux processus chimiques catalysés par des enzymes, se produisent uniquement en raison de l'ionisation. Il n'est pas surprenant que certaines substances dans cet état soient prises en interne par une personne. L'exemple classique est celui des ions d'argent bénéfiques.

Et il- une particule monoatomique ou polyatomique chargée électriquement d'une substance formée à la suite de la perte ou de la fixation d'un ou plusieurs électrons par un atome dans une molécule.

La charge d'un ion est un multiple de la charge d'un électron. Le concept et le terme "ion" ont été introduits en 1834 par Michael Faraday, qui, tout en étudiant l'effet du courant électrique sur les solutions aqueuses d'acides, d'alcalis et de sels, a suggéré que la conductivité électrique de telles solutions est due au mouvement des ions. Ions chargés positivement se déplaçant dans une solution vers le pôle négatif (cathode), Faraday a appelé cations, et chargé négativement, se déplaçant vers le pôle positif (anode) - anions.

Les propriétés des ions sont déterminées par :

1) le signe et l'amplitude de leur charge ;
2) la structure des ions, c'est-à-dire la disposition des électrons et la force de leurs liaisons, et les électrons externes sont particulièrement importants ;
3) leurs tailles, déterminées par le rayon de l'orbite de l'électron externe.
4) la force de la couche électronique (déformabilité des ions).

Sous forme de particules indépendantes, les ions se trouvent dans tous les états d'agrégation : dans les gaz (en particulier, dans l'atmosphère), dans les liquides (dans les masses fondues et les solutions), dans les cristaux et dans le plasma (en particulier, dans l'espace interstellaire).

Étant des particules chimiquement actives, les ions entrent en réaction avec les atomes, les molécules et les uns avec les autres. Dans les solutions, des ions se forment à la suite d'une dissociation électrolytique et déterminent les propriétés des électrolytes.

Le nombre de charges électriques élémentaires des ions dans les solutions coïncide presque toujours avec la valence d'un atome ou d'un groupe donné ; les ions gazeux peuvent avoir un nombre différent de charges élémentaires. Sous l'influence d'influences suffisamment énergétiques (haute température, rayonnement à haute fréquence, électrons à grande vitesse), des ions positifs avec différents nombres d'électrons, jusqu'aux noyaux nus, peuvent se former. Les ions positifs sont indiqués par un + (plus) ou un point (par exemple, Mg ***, Al +++), les ions négatifs - (moins) ou "(Cl -, Br"). Le nombre de signes indique le nombre de charges élémentaires excédentaires. Le plus souvent, les ions sont formés avec des couches électroniques externes stables correspondant à la couche de gaz rares. Les ions à partir desquels les cristaux sont construits et les ions trouvés dans les solutions et les solvants à constantes diélectriques élevées appartiennent pour la plupart à ce type, par exemple les métaux alcalins et alcalino-terreux, les halogènes, etc. -appelé. les ions de transition, dans lesquels les couches externes contiennent de 9 à 17 électrons ; ces ions peuvent passer relativement facilement en ions d'un type et d'une signification différents (par exemple, Fe - -, Cu ", etc.).

Propriétés chimiques et physiques

Les propriétés chimiques et physiques des ions diffèrent fortement des propriétés des atomes neutres, rappelant à bien des égards les propriétés des atomes d'autres éléments, qui ont le même nombre d'électrons et la même couche externe d'électrons (par exemple, K "ressemble à Ar, F" -Ne). Les ions simples, comme le montre la mécanique ondulatoire, sont sphériques. Les tailles des ions sont caractérisées par la magnitude de leurs rayons, qui peut être déterminée empiriquement à partir des données d'analyse aux rayons X des cristaux (Goldschmidt) ou calculées théoriquement par des méthodes de mécanique ondulatoire (Pauliig) ou de statistiques (Fermi). Les résultats obtenus par les deux méthodes donnent un accord tout à fait satisfaisant. Un certain nombre de propriétés des cristaux et des solutions sont déterminées par les rayons des ions qui les composent ; dans les cristaux, ces propriétés sont l'énergie du réseau cristallin et, dans une large mesure, son type ; dans les solutions, les ions polarisent et attirent les molécules de solvant, formant des coquilles de composition variable, cette polarisation et la force de la liaison entre les ions et les molécules de solvant sont déterminées presque exclusivement par les rayons et les charges des ions. La force de l'effet général du champ d'ions sur les molécules de solvant est démontrée par les calculs de Zwicky, qui a découvert que les molécules d'eau sont proches des ions sous une pression d'environ 50 000 atm. La force (déformabilité) de la couche externe d'électrons dépend du degré de liaison des électrons externes et détermine principalement les propriétés optiques des ions (couleur, réfraction). Cependant, la couleur des ions est également associée à la formation d'ions de divers composés avec des molécules de solvant. Les calculs théoriques des effets associés à la déformation des couches électroniques sont plus difficiles et moins doués que les calculs des forces d'interaction entre ions. Les raisons de la formation d'ions dans les solutions ne sont pas exactement connues ; la plus plausible est l'opinion que les molécules des substances solubles sont brisées en ions par le zéro moléculaire du solvant ; hétéropolaires, c'est-à-dire que les cristaux construits à partir d'ions donnent, apparemment, lorsqu'ils sont dissous, immédiatement des ions. La valeur du champ moléculaire du solvant est en quelque sorte confirmée par le parallélisme entre la valeur de la constante diélectrique du solvant, qui est une mesure approximative de la tension de son champ moléculaire, et le degré de dissociation (le règle de Nernst-Thomson, confirmée expérimentalement par Walden). Cependant, l'ionisation se produit également dans les substances avec de petites constantes diélectriques, mais ici principalement les électrolytes se dissolvent, donnant des ioniques complexes. Les complexes sont parfois formés à partir d'ions d'une substance en dissolution, parfois le solvant participe également à leur formation. Pour les substances avec de faibles constantes diélectriques, la formation d'ions complexes est également caractéristique lors de l'ajout de non-électrolytes, par exemple, (C 2 H 5) 0Br 3 donne, lorsqu'il est mélangé avec du chloroforme, un conducteur
système. Un signe externe de la formation d'ions complexes est ce qu'on appelle. conductivité électrique anormale, dans laquelle le graphique montrant la dépendance de la conductivité électrique molaire sur la dilution donne un maximum dans la région des solutions concentrées et un minimum — avec une dilution supplémentaire.

Nomenclature Selon la nomenclature chimique, le nom du cation constitué d'un atome coïncide avec le nom de l'élément, par exemple, Na + est appelé l'ion sodium, parfois une charge est ajoutée entre parenthèses, par exemple, le nom du Le cation Fe 2+ est l'ion fer (II). Le nom se compose d'un anion atome formé de la racine du nom latin de l'élément et du suffixe " -J'ai fait", Par exemple, F est appelé ion fluorure.