Chimie generală și anorganică. Ionii sunt atomi care poartă o sarcină. Ionii de hidrogen încărcați pozitiv se numesc

Ioni (din grecescul ion - merge), particule încărcate electric formate ca urmare a pierderii sau atașării unuia sau mai multor electroni (sau a altor particule încărcate) la un atom, moleculă, radical sau alt ion. Ionii încărcați pozitiv se numesc cationi, ionii încărcați negativ se numesc anioni. Termenul a fost propus de M. Faraday în 1834.

Ionii sunt desemnați printr-un simbol chimic cu un index situat în dreapta sus. Indicele indică semnul și mărimea sarcinii, adică multiplicitatea ionului, în unități de sarcină a electronului. Când un atom pierde sau câștigă 1, 2, 3 ... electroni, se formează ioni cu una, două și, respectiv, trei încărcați (vezi Ionizare), de exemplu Na +, Ca 2+, Al 3+, Cl - , SO 4 2 -.

Ionii atomici sunt notați și prin simbolul chimic al elementului cu cifre romane indicând multiplicitatea ionului, în acest caz, cifrele romane sunt simboluri spectroscopice și valoarea lor este mai mare decât valoarea încărcăturii pe unitate, adică NI înseamnă un atom neutru N, desemnarea unui ion NII înseamnă un ion N+ încărcat unic, NIII înseamnă N2+.

O secvență de ioni ai diferitelor elemente chimice care conțin același număr de electroni formează o serie izoelectronică.

Ionii pot face parte din moleculele substanțelor, formând molecule datorită legăturilor ionice. Sub formă de particule independente, în stare nelegată, ionii se găsesc în toate stările de agregare - în gaze (în special, în atmosferă), în lichide (în topituri și în soluții), în cristale. În lichide, în funcție de natura solventului și a solutului, ionii pot exista pentru o perioadă infinită de timp, de exemplu, ionul Na + într-o soluție apoasă de clorură de sodiu NaCl. Sărurile în stare solidă formează de obicei cristale ionice. Rețeaua cristalină a metalelor este formată din ioni încărcați pozitiv, în interiorul cărora se află un „gaz de electroni”. Energia de interacțiune a ionilor atomici poate fi calculată folosind diverse metode aproximative care țin cont de interacțiunea interatomică.

Formarea ionilor are loc în timpul procesului de ionizare. Pentru a elimina un electron dintr-un atom sau o moleculă neutră, este necesar să se consume o anumită energie, care se numește energie de ionizare. Energia de ionizare referită la sarcina unui electron se numește potențial de ionizare. Afinitatea electronilor este opusul energiei de ionizare și arată cantitatea de energie de legare a unui electron suplimentar într-un ion negativ.

Atomii și moleculele neutre sunt ionizate sub acțiunea cuantelor de radiație optică, raze X și radiații g, câmp electric la ciocnirea cu alți atomi, particule etc.

În gaze, ionii se formează în principal prin impactul particulelor de înaltă energie sau prin fotoionizare prin ultraviolete, raze X și raze G (vezi radiații ionizante). Ionii formați în acest fel sunt de scurtă durată în condiții normale. La temperaturi ridicate, ionizarea atomilor și ionilor (ionizarea termică, adică disocierea termică cu separarea unui electron) poate avea loc și ca un proces de echilibru în care gradul de ionizare crește odată cu creșterea temperaturii și scăderea presiunii. În acest caz, gazul se transformă într-o stare de plasmă.

Ionii din gaze joacă un rol important în multe fenomene. În condiții naturale, ionii se formează în aer sub influența razelor cosmice, a radiației solare sau a unei descărcări electrice (fulger). Prezența ionilor, tipul și concentrația acestora afectează multe dintre proprietățile fizice ale aerului, activitatea sa fiziologică.

Iona Iona

(din greacă. iōn - going), particule încărcate formate dintr-un atom (moleculă) ca urmare a pierderii sau atașării unuia sau mai multor electroni. În soluții, ionii încărcați pozitiv se numesc cationi, ionii încărcați negativ se numesc anioni. Termenul a fost propus de M. Faraday în 1834.

IONII

IONI (din grecescul ion - merge), particule încărcate electric formate ca urmare a pierderii sau atașării unuia sau mai multor electroni (cm. ELECTRON (particulă))(sau alte particule încărcate) la un atom, moleculă, radical sau alt ion. Ionii încărcați pozitiv se numesc cationi (cm. CATION), ioni încărcați negativ - anioni (cm. ANION)... Termenul a fost propus de M. Faraday (cm. FARADAY Michael)în 1834
Ionii sunt desemnați printr-un simbol chimic cu un index situat în dreapta sus. Indicele indică semnul și mărimea sarcinii, adică multiplicitatea ionului, în unități ale sarcinii electronului. Atunci când un atom pierde sau câștigă 1, 2, 3 ... electroni, se formează ioni cu una, două și, respectiv, trei încărcați (vezi Ionizare (cm. IONIZAREA)), de exemplu Na+, Ca2+, Al3+, CI-, SO42-.
Ionii atomici sunt notați și prin simbolul chimic al elementului cu cifre romane indicând multiplicitatea ionului, în acest caz, cifrele romane sunt simboluri spectroscopice și valoarea lor este mai mare decât valoarea încărcăturii pe unitate, adică NI înseamnă un atom neutru N, desemnarea unui ion NII înseamnă un ion N+ încărcat unic, NIII înseamnă N2+.
O secvență de ioni ai diferitelor elemente chimice care conțin același număr de electroni formează o serie izoelectronică.
Ionii pot face parte din moleculele substanțelor, formând molecule datorită legăturii ionice (cm. ION BOND)... Sub formă de particule independente, în stare nelegată, ionii se găsesc în toate stările de agregare - în gaze (în special, în atmosferă), în lichide (în topituri și în soluții), în cristale. În lichide, în funcție de natura solventului și a solutului, ionii pot exista pentru o perioadă infinită de timp, de exemplu, ionul Na + într-o soluție apoasă de clorură de sodiu NaCl. Sărurile în stare solidă formează de obicei cristale ionice (cm. CRISTALELE IONICE)... Rețeaua cristalină a metalelor este formată din ioni încărcați pozitiv, în interiorul cărora se află un „gaz de electroni”. Energia de interacțiune a ionilor atomici poate fi calculată folosind diverse metode aproximative care țin cont de interacțiunea interatomică. (cm. INTERAȚIUNEA INTERATOMICĂ).
Formarea ionilor are loc în timpul procesului de ionizare. Pentru a elimina un electron dintr-un atom sau o moleculă neutră, este necesar să se consume o anumită energie, care se numește energie de ionizare. Energia de ionizare referită la sarcina unui electron se numește potențial de ionizare. Afinitatea electronilor este opusul energiei de ionizare și arată cantitatea de energie de legare a unui electron suplimentar într-un ion negativ.
Atomii și moleculele neutre sunt ionizate sub acțiunea cuantelor de radiație optică, raze X și radiații g, câmp electric la ciocnirea cu alți atomi, particule etc.
În gaze, ionii sunt formați în principal prin impactul particulelor de înaltă energie sau prin fotoionizare de către ultraviolete, raze X și raze G (vezi Radiații ionizante (cm. RADIAȚII IONIZANTE)). Ionii formați în acest fel sunt de scurtă durată în condiții normale. La temperaturi ridicate, ionizarea atomilor și ionilor (ionizarea termică, adică disocierea termică cu separarea unui electron) poate avea loc și ca proces de echilibru. (cm. PROCES ECHILIBRAT), în care gradul de ionizare crește odată cu creșterea temperaturii și scăderea presiunii. În acest caz, gazul se transformă într-o stare de plasmă (cm. PLASMA).
Ionii din gaze joacă un rol important în multe fenomene. În condiții naturale, ionii se formează în aer sub influența razelor cosmice, a radiației solare sau a unei descărcări electrice (fulger). Prezența ionilor, tipul și concentrația acestora afectează multe dintre proprietățile fizice ale aerului, activitatea sa fiziologică.

Dicţionar enciclopedic. 2009 .

Vedeți ce sunt „ionii” în alte dicționare:

IONII- (din greacă. ion mers, rătăcire), atomi sau chimic. radicali purtători de sarcini electrice. Poveste. După cum a stabilit Faraday pentru prima dată, conducerea curentului electric în soluții este asociată cu mișcarea particulelor materiale care transportă ... ... Enciclopedie medicală grozavă

IONI, particule încărcate electric formate dintr-un atom (moleculă) ca urmare a pierderii sau atașării unuia sau mai multor electroni. Ionii încărcați pozitiv se numesc cationi, ionii încărcați negativ sunt numiți anioni... Enciclopedie modernă

ionii- - atomi sau molecule încărcate electric. Chimie generală: manual / A. V. Zholnin Ionii sunt particule încărcate electric care rezultă din pierderea sau atașarea electronilor de către atomi, molecule și radicali. Dicţionar de chimie analitică ...... Termeni chimici

Produși de descompunere ai oricărui corp prin electroliză. Dicționar de cuvinte străine incluse în limba rusă. Chudinov A.N., 1910... Dicționar de cuvinte străine ale limbii ruse

Ionul (greacă ιόν „mers”) este o particulă încărcată electric (atom, moleculă), formată de obicei ca urmare a pierderii sau atașării unuia sau mai multor electroni de către atomi sau molecule. Sarcina unui ion este un multiplu al sarcinii unui electron. Concept și ...... Wikipedia

Iona- (din grecescul ion provenind din) particule încărcate electric formate prin pierderea sau atașarea electronilor (sau a altor particule încărcate) de către atomi sau grupuri de atomi (molecule, radicali etc.). Conceptul și termenul de ioni a fost introdus în 1834 ...... Dicţionar enciclopedic de metalurgie

- (din greacă. mergând), particule monoatomice sau poliatomice purtătoare de electricitate. taxa, ex. H+, Li+, Al3+, NH4+, F, SO42. I. pozitive se numesc cationi (din grecescul kation, coborând literalmente), negativ an și despre n și m (din grecescul anion, ... ... Enciclopedie chimică

- (din greacă. ión venind) particule încărcate electric formate prin pierderea sau atașarea electronilor (sau a altor particule încărcate) de către atomi sau grupuri de atomi. Astfel de grupuri de atomi pot fi molecule, radicali sau alte I. ...... Marea Enciclopedie Sovietică

ionii- fizică particule care poartă o sarcină pozitivă sau negativă. Ionii încărcați pozitiv transportă mai puțini electroni decât ar trebui, iar cei negativi mai mult... Dicționarul explicativ practic suplimentar universal al lui I. Mostitsky

- (fizic) Conform terminologiei introduse in doctrina electricitatii de celebrul Faraday, un corp supus descompunerii prin actiunea unui curent galvanic asupra lui se numeste electrolit, descompunere in acest mod prin electroliza, iar produse de descompunere prin ioni. ...... Dicţionar enciclopedic al lui F.A. Brockhaus și I.A. Efron

Nu mulți oameni sunt bine versați în diferiții termeni, teorii și legi ale fizicii și chimiei. Și unii, poate, abia încep să studieze aceste discipline. Prin urmare, anumite concepte pot fi necunoscute sau uitate. De exemplu, cuvântul „ion” este familiar pentru foarte mulți oameni, totuși, să ne amintim ce este un ion și ce proprietăți are.

Ce este un ion

Cuvântul și conceptul „ion” ne-au venit din limba greacă veche și este tradus ca „mers”. Ionul este o particulă încărcată. Prin urmare, un ion poate avea atât sarcini pozitive, cât și negative. O particulă încărcată poate fi fie un atom, fie o moleculă, fie un radical liber. În acest caz, sarcina este un multiplu al sarcinii electronilor.

În stare liberă, ionii se găsesc peste tot în orice stare de agregare a materiei. Ele pot fi găsite în gaze, lichide, aliaje, cristale și plasmă.

Dacă ionul este negativ, atunci se numește anion, iar sarcina pozitivă se numește cation. Aceste nume au fost introduse de omul de știință Michael Faraday, care a descoperit ioni.

Termenul „ion” a fost inventat și de fizicianul și chimistul Michael Faraday în 1834, când studia efectul curentului electric asupra diferitelor soluții apoase. Atunci a ajuns la concluzia că conductivitatea electrică a diferitelor soluții alcaline, acide și sărate depinde de mișcarea particulelor speciale, pe care le-a numit ioni și le-a împărțit în încărcături pozitive și negative.

Ionii au câteva proprietăți fizice de bază:

• Ionii sunt substanțe active și interacționează cu atomii, moleculele, radicalii liberi și aceiași ioni. Sunt implicați în multe reacții diferite.
• Într-un câmp electric, ionii transportă electricitate către electrozii cu încărcare opusă doriti.
• În organismele vii, ionii joacă, de asemenea, un rol uriaș în conducerea impulsurilor nervoase.
• Ionii pot acționa ca catalizatori sau intermediari în reacțiile chimice.
• Reacțiile ionice în soluțiile electrolitice apar instantaneu;
• Ionii de hidrogen pozitivi sunt protoni în fizică. Protonii și neutronii formează toate nucleele atomilor. Un astfel de proton poate fi obținut prin ionizarea unui atom de hidrogen.

Puteți citi și secțiunea noastră utilă

Aproape toată lumea a văzut o reclamă pentru așa-numitul „candelabru Chizhevsky”, din care ionii negativi din aer cresc în cantitate. Cu toate acestea, după școală, nu toată lumea își amintește exact ionii înșiși - acestea sunt particule încărcate care și-au pierdut neutralitatea inerentă atomilor normali. Și acum puțin mai multe detalii.

Atomi „greșiți”.

După cum știți, numărul din tabelul marelui Mendeleev este asociat cu numărul de protoni din nucleul atomului. De ce nu electronii? Deoarece numărul și completitudinea electronilor, deși afectează proprietățile atomului, nu determină proprietățile sale fundamentale asociate cu nucleul. S-ar putea să nu fie destui electroni sau să fie prea mulți. Ionii sunt doar atomi cu un număr „greșit” de electroni. Mai mult, în mod paradoxal, cei care au o lipsă de electroni sunt numiți pozitivi, iar un exces se numește negativ.

Un pic despre nume

Cum apar ionii? Aceasta este o întrebare simplă - există doar două moduri de educație. Fie calea chimică, fie calea fizică. Rezultatul poate fi un ion pozitiv, care este adesea numit cation, și unul negativ, respectiv anion. Un singur atom sau o moleculă întreagă, care este, de asemenea, considerată a fi un tip special de ion poliatomic, poate avea un deficit sau un exces de sarcină.

Luptă pentru stabilitate

Dacă are loc ionizarea unui mediu, de exemplu, un gaz, atunci există în el rapoarte proporționale cantitativ de electroni și ioni pozitivi. Dar un astfel de fenomen este rar (în timpul unei furtuni, lângă o flacără), gazul într-o stare atât de alterată nu există pentru mult timp. Prin urmare, în general, aproape de sol, capabili să reacționeze ionii de aer sunt o raritate. Gazul este un mediu în schimbare foarte rapidă. De îndată ce acțiunea factorilor ionizanți încetează, ionii se întâlnesc între ei și devin din nou atomi neutri. Aceasta este starea lor normală.

Lichid coroziv

Ionii pot fi găsiți în cantități mari în apă. Faptul este că moleculele de apă sunt particule în care sunt distribuite neuniform în întreaga moleculă; sunt dipoli cu o sarcină pozitivă pe de o parte și o sarcină negativă pe de altă parte.

Iar atunci când o substanță solubilă apare în apă, moleculele de apă cu polii lor afectează electric substanța adăugată, ionizând-o. Un bun exemplu este apa de mare, în care există multe substanțe sub formă de ioni. Oamenii știu asta de mult timp. Există o mulțime de ioni în atmosferă peste un anumit punct; această înveliș se numește ionosferă. distruge atomi și molecule stabili. Particulele în stare ionizată pot împărtăși întreaga substanță. Un exemplu este culorile strălucitoare, neobișnuite ale pietrelor prețioase.

Ionii sunt baza vieții, deoarece procesul de bază de obținere a energiei din ATP este imposibil fără crearea de particule instabile din punct de vedere electric, el însuși se bazează pe interacțiunile ionilor și multe procese chimice catalizate de enzime, are loc numai datorită ionizării. Nu este de mirare că unele substanțe în această stare sunt luate intern de către o persoană. Exemplul clasic este ionii de argint benefici.

Si el- o particulă monoatomică sau poliatomică încărcată electric dintr-o substanță formată ca urmare a pierderii sau atașării unuia sau mai multor electroni de către un atom dintr-o moleculă.

Sarcina unui ion este un multiplu al sarcinii unui electron. Conceptul și termenul „ion” a fost introdus în 1834 de Michael Faraday, care, în timp ce studia efectul curentului electric asupra soluțiilor apoase de acizi, alcaline și săruri, a sugerat că conductivitatea electrică a unor astfel de soluții se datorează mișcării ionilor. Ioni încărcați pozitiv care se deplasează într-o soluție la polul negativ (catod), a numit Faraday cationi, și încărcat negativ, deplasându-se la polul pozitiv (anod) - anionii.

Proprietățile ionilor sunt determinate de:

1) semnul și mărimea sarcinii lor;
2) structura ionilor, adică dispunerea electronilor și puterea legăturilor lor, iar electronii externi sunt deosebit de importanți;
3) dimensiunile lor, determinate de raza orbitei electronului exterior.
4) puterea învelișului de electroni (deformabilitatea ionilor).

Sub formă de particule independente, ionii se găsesc în toate stările de agregare: în gaze (în special, în atmosferă), în lichide (în topituri și soluții), în cristale și în plasmă (în special, în spațiul interstelar).

Fiind particule active din punct de vedere chimic, ionii intră în reacții cu atomii, moleculele și între ei. În soluții, ionii se formează ca urmare a disocierii electrolitice și determină proprietățile electroliților.

Numărul sarcinilor electrice elementare ale ionilor din soluții coincide aproape întotdeauna cu valența unui atom sau grup dat; ionii de gaz pot avea un număr diferit de sarcini elementare. Sub influența unor influențe suficient de energetice (temperatură ridicată, radiații de înaltă frecvență, electroni de mare viteză), se pot forma ioni pozitivi cu un număr diferit de electroni, până la nuclee goale. Ionii pozitivi sunt indicați prin + (plus) sau punct (de exemplu, Mg***, Al +++), ionii negativi - (minus) sau „(Cl -, Br"). Numărul de semne indică numărul a sarcinilor elementare în exces. Cel mai adesea, ionii sunt formați cu învelișuri de electroni exterioare stabile corespunzătoare învelișului gazelor nobile. Ionii din care sunt construite cristalele și ionii găsiți în soluții și solvenți cu constante dielectrică ridicată aparțin în cea mai mare parte acestui tip, de exemplu, metale alcaline și alcalino-pământoase, halogeni etc. Cu toate acestea, există și așa -a sunat. ioni de tranziție, în care învelișurile exterioare conțin de la 9 la 17 electroni; acești ioni pot trece relativ ușor în ioni de alt tip și semnificație (de exemplu, Fe - -, Cu ", etc.).

Proprietăți chimice și fizice

Proprietățile chimice și fizice ale ionilor diferă puternic de proprietățile atomilor neutri, amintind în multe privințe proprietățile atomilor altor elemente, care au același număr de electroni și aceeași înveliș electronic exterior (de exemplu, K „seamănă cu Ar, F" —Ne). Ionii simpli, așa cum arată mecanica ondulatorie, sunt sferici. Dimensiunile ionilor se caracterizează prin mărimea razelor lor, care poate fi determinată empiric din datele analizei cu raze X a cristalelor (Goldschmidt) sau calculată teoretic prin metode de mecanică ondulatorie (Pauliig) sau statistică (Fermi). Rezultatele obținute prin ambele metode oferă un acord destul de satisfăcător. O serie de proprietăți ale cristalelor și soluțiilor sunt determinate de razele ionilor din care sunt compuși; în cristale, aceste proprietăți sunt energia rețelei cristaline și, în mare măsură, tipul acesteia; în soluții, ionii polarizează și atrag moleculele de solvent, formând învelișuri de compoziție variabilă, această polarizare și puterea legăturii dintre ioni și moleculele de solvent sunt determinate aproape exclusiv de razele și sarcinile ionilor. Cât de puternic este efectul general al câmpului de ioni asupra moleculelor de solvent este arătat de calculele lui Zwicky, care a descoperit că moleculele de apă sunt aproape de ioni la o presiune de aproximativ 50.000 atm. Rezistența (deformabilitatea) învelișului electronului exterior depinde de gradul de legare a electronilor exteriori și determină în principal proprietățile optice ale ionilor (culoare, refracție). Cu toate acestea, culoarea ionilor este, de asemenea, asociată cu formarea ionilor diferiților compuși cu molecule de solvent. Calculele teoretice ale efectelor asociate cu deformarea învelișurilor de electroni sunt mai dificile și mai puțin înzestrate decât calculele forțelor de interacțiune dintre ioni. Motivele formării ionilor în soluții nu sunt cunoscute cu exactitate; cea mai plauzibilă este opinia că moleculele substanțelor solubile sunt rupte în ioni de zero molecular al solventului; heteropolare, adică cristalele construite din ioni dau, aparent, când sunt dizolvate, imediat ioni. Valoarea câmpului molecular al solventului este confirmată, parcă, de paralelismul dintre valoarea constantei dielectrice a solventului, care este o măsură aproximativă a tensiunii câmpului său molecular, și gradul de disociere ( regula Nernst-Thomson, confirmată experimental de Walden). Totuși, ionizarea are loc și în substanțele cu constante dielectrice mici, dar aici în principal electroliții se dizolvă, dând cele ionice complexe. Complexele se formează uneori din ioni ai unei substanțe dizolvabile, uneori și solventul participă la formarea lor. Pentru substanțele cu constante dielectrice mici, formarea ionilor complecși este, de asemenea, caracteristică la adăugarea de neelectroliți, de exemplu, (C 2 H 5) 0Br 3 dă, atunci când este amestecat cu cloroform, un conductiv
sistem. Un semn extern al formării ionilor complecși este așa-numitul. conductivitate electrică anormală, în care graficul care arată dependența conductivității electrice molare de diluție oferă un maxim în regiunea soluțiilor concentrate și un minim - cu diluare ulterioară.

Nomenclatură Conform nomenclaturii chimice, numele cationului format dintr-un atom coincide cu numele elementului, de exemplu, Na + se numește ion de sodiu, uneori se adaugă o sarcină între paranteze, de exemplu, numele Cationul Fe 2+ este ionul de fier (II). Numele constă dintr-un atom anion format din rădăcina numelui latin al elementului și sufixul " -am facut", De exemplu, F se numește ion de fluor.