Types d'ions. Les ions sont des atomes chargés et des groupes atomiques

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

"Mauvais" atomes

Comme vous le savez, le nombre dans le tableau périodique du grand Mendeleev est associé au nombre de protons dans le noyau d'un atome. Pourquoi pas des électrons ? Parce que le nombre et l'intégralité des électrons, bien qu'ils affectent les propriétés d'un 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 appelés positifs et un excès est appelé négatif.

Un peu sur les noms

Comment se forment les ions ? C'est une question simple - il n'y a que deux façons d'éduquer. Soit chimique ou 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 considérée comme un ion d'un type polyatomique spécial, peut avoir un déficit ou un excès de charge.

En quête de stabilité

S'il y a ionisation d'un milieu, par exemple un gaz, il y a alors des rapports quantitativement proportionnels d'électrons et d'ions positifs. Mais un tel phénomène est rare (lors d'un orage, près d'une flamme), le gaz dans un tel état altéré n'existe pas longtemps. Par conséquent, en général, les ions d'air réactifs proches du sol sont rares. Le gaz est un milieu 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 agressif

Des ions en grande quantité peuvent être contenus dans l'eau. Le fait est que les molécules d'eau sont des particules dans lesquelles elles sont réparties de manière inégale sur la molécule, ce sont des dipôles qui ont une charge positive d'un côté 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, où de nombreuses substances existent sous forme d'ions. Cela est connu des gens 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 les molécules stables. Les particules à l'état ionisé peuvent communiquer à l'ensemble de la substance. Un exemple est les couleurs vives et inhabituelles des pierres précieuses.

Les ions sont à la base de la vie, car le processus de base d'obtention d'énergie à partir de l'ATP est impossible sans la création de particules électriquement instables, elle-même basée sur les interactions des ions et de nombreux processus chimiques catalysés par des enzymes, ne se produit qu'en raison de l'ionisation. Il n'est pas surprenant que certaines substances dans cet état soient prises par voie orale. Un exemple classique est celui des ions d'argent utiles.

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 beaucoup de gens, cependant, rappelons-nous ce qu'est un ion et quelles sont ses propriétés.

Qu'est-ce qu'un ion

Le mot et le concept d'"ion" nous viennent de la langue grecque ancienne et sont traduits par "aller". Un ion est une particule chargée. Par conséquent, un ion peut avoir une charge positive ou négative. Une particule chargée peut être un atome, une molécule ou un radical libre. La charge est un multiple de la charge de l'électron.

À l'état libre, les ions se trouvent partout dans n'importe quel état agrégé de la matière. On les trouve dans les gaz, les liquides, les alliages, les cristaux et les plasmas.

Si l'ion est négatif, il s'appelle un anion et une charge positive s'appelle un 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 lorsqu'il étudiait les effets courant électrique pour 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 substances actives et interagir avec les atomes, les molécules, les radicaux libres et les mêmes ions. Ils sont impliqués dans de nombreuses réactions différentes.
À champ électrique les ions transportent l'électricité vers les électrodes souhaitées avec des charges opposées.
Dans les organismes vivants, les ions jouent également rôle énorme en conduisant l'influx nerveux.
Les ions peuvent agir comme catalyseurs ou intermédiaires dans les réactions chimiques.
Les réactions ioniques dans les solutions électrolytiques se produisent instantanément ;
Les ions hydrogène positifs sont dans les protons physiques. 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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Faire à la maison (ou en milieu scolaire) une telle expérience. Prenez une batterie électrique et connectez-la avec des fils à une ampoule d'une lampe de poche. Le courant traversera l'ampoule, elle s'allumera. Ensuite, coupez un fil et plongez ses extrémités dans un verre d'eau. L'ampoule ne s'allume pas, ce qui signifie qu'il n'y a pas de courant. Versez maintenant du sel ordinaire dans un verre. Lorsque le sel se dissout, l'ampoule s'allume à nouveau. Ainsi, dès que l'eau s'est transformée en une solution saline, un courant l'a traversée. Et pourquoi?

Vous avez probablement déjà entendu (et sinon, lisez l'histoire "" dans ce livre) que dans un atome, ils tournent autour du noyau. Et pourquoi restent-ils dans l'atome et ne s'envolent-ils pas ?

Prenez une pierre et faites-la tourner sur une corde au-dessus de votre tête. Vous sentez que la pierre essaie toujours de s'envoler et que la corde la retient.

Et l'atome a sa propre "corde". Ce sont des charges électriques. Le noyau d'un atome est chargé positivement, les électrons sont chargés négativement. Ces charges dissemblables, comme on les appelle, s'attirent. Cette attraction maintient les électrons près du noyau.

Mais si vous déroulez fortement la pierre sur une corde fine, elle se détachera et s'envolera. Et l'électron peut se détacher. Par exemple, avec une collision brutale d'atomes. C'est comme une grappe de raisin : secouez-la et la baie tombera.

Mais qu'adviendra-t-il de l'atome lui-même ? Lorsque l'électron est arraché, l'atome devient chargé positivement.

L'électron parti peut rencontrer un autre atome sur son chemin et s'y "coller". Alors cet atome deviendra chargé négativement.

Ces atomes chargés sont appelés ions.

Non seulement les atomes individuels, mais aussi les groupes d'atomes peuvent perdre ou gagner des électrons. En même temps, ils se transforment également en ions et la transformation elle-même est appelée ionisation.

Si le gaz est fortement chauffé, ses atomes se déplaceront à grande vitesse et de nombreux électrons seront arrachés lors des collisions. Le gaz deviendra ionisé.

Diverses substances sont ionisées par l'action des rayonnements radioactifs. Et à une hauteur de centaines de kilomètres au-dessus de la Terre, des ions apparaissent sous l'action de rayons spéciaux du Soleil. Cette couche de l'atmosphère s'appelle l'ionosphère.

De nombreux solides sont également constitués d'ions. Par exemple, le sel. Lorsqu'il se dissout dans l'eau, les ions se séparent. Dès que ces particules chargées sont apparues dans l'eau, elles ont commencé à transférer de l'électricité d'une extrémité du fil à l'autre, et la solution a commencé à faire passer un courant électrique.

Le mouvement des ions est à la base du fonctionnement de nombreux appareils et appareils créés par l'homme, par exemple, ou d'une batterie électrique. Et dans la nature, les ions jouent un rôle important. De nombreux ions différents se déplacent dans chaque cellule de votre corps. Vous allez skier ou écrivez une dictée - ce sont les ions au travail. Et maintenant, vous lisez notre livre, et des ions se déplacent dans vos cellules cérébrales. Sans eux, vous ne pourriez pas penser, ne pourriez pas étudier, lire, ne sauriez pas ce que sont les ions.

Et il est une particule chargée électriquement. Dans ce cas, l'ion peut avoir à la fois une charge électrique positive et une charge électrique négative. Dans le premier cas, on l'appelle un cation, et dans le second, un anion.

Un ion peut être un atome, une molécule ou un radical libre, tant qu'ils ont une charge, bien sûr. Soit dit en passant, la charge d'un ion ne peut pas être infiniment petite et la particule par laquelle il est représenté est élémentaire.

Les ions sont également des particules chimiquement actives, ils peuvent donc réagir à la fois avec d'autres particules (non chargées) et entre eux.

Les ions, en tant que particules indépendantes, se trouvent presque partout. Ils se trouvent dans l'atmosphère, dans divers liquides, dans des solides et même dans l'espace interstellaire, où il y a, en principe, extrêmement peu d'air ou une sorte de substance.

Histoire

Pour la première fois, le concept "d'ion" a été introduit par le célèbre scientifique Michael Faraday en 1834. Étudiant la propagation de l'électricité dans divers milieux, il a suggéré que la conductivité électrique de certains d'entre eux pourrait être causée par la présence de certaines particules chargées électriquement dans ces milieux et substances. Alors il les a appelés ions. Le scientifique a également introduit les concepts de cations et d'anions. Puisque les ions positifs se déplacent vers l'électrode chargée négativement, la cathode, il les a appelés cations. Les ions négatifs se déplacent dans l'autre sens - vers l'anode, ce qui signifie qu'ils devraient être appelés anions.

ions ions

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

IONS

IONS (du grec ion - aller), particules chargées électriquement formées à la suite de la perte ou de l'ajout d'un ou plusieurs électrons (cm.ÉLECTRON (particule))(ou d'autres particules chargées) à 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. FARADEUS 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 la charge de l'électron. 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 charge par unité, c'est-à-dire que NI signifie un atome neutre N, la désignation d'ion NII signifie un ion à charge unique N + , NIII signifie N 2+ .
Séquence d'ions de divers 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 agrégés de la matière - dans les gaz (en particulier dans l'atmosphère), dans les liquides (en fusion et en solutions), dans les cristaux. Dans les liquides, selon la nature du solvant et du soluté, les ions peuvent exister indéfiniment, par exemple, l'ion Na + dans une solution aqueuse sel de table 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 INTERATOMIQUE).
La formation d'ions se produit dans 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 par charge d'un électron est appelée potentiel d'ionisation. L'affinité électronique est une caractéristique opposée à l'énergie d'ionisation et montre l'amplitude de l'énergie de liaison d'un électron supplémentaire dans un ion négatif.
Les atomes et molécules neutres sont ionisés sous l'action des quanta de rayonnement optique, des rayons X et du rayonnement g, du champ électrique lors de la collision avec d'autres atomes, particules, etc.
Dans les gaz, les ions se forment principalement sous l'action d'impacts de particules à haute énergie ou lors de la photoionisation sous l'action des ultraviolets, des rayons X et des rayons g (voir Rayonnements ionisants (cm. RADIATIONS IONISANTES)). Les ions ainsi formés ont une courte durée de vie dans des conditions normales. À des températures élevées, l'ionisation des atomes et des ions (ionisation thermique, c'est-à-dire dissociation thermique avec séparation d'électrons) peut également se produire en tant que processus d'équilibre (cm. PROCESSUS D'EQUILIBRE), dans lequel le degré d'ionisation augmente avec l'augmentation de la température et la diminution de la pression. Dans ce cas, le gaz passe à l'état de 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'action des rayons cosmiques, du rayonnement solaire ou d'une décharge électrique (foudre). La présence d'ions, leur type et leur concentration affectent de nombreux propriétés physiques l'air, sur son activité physiologique.

Dictionnaire encyclopédique. 2009 .

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

IONS- (du grec. ion allant, errant), atomes ou chimique. radicaux porteurs de charges électriques. Histoire. Comme Faraday l'a établi pour la première fois, la conduction d'un courant électrique dans les solutions est associée au mouvement des particules matérielles qui transportent ... ... Grande encyclopédie médicale

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

des ions- - atomes ou molécules chargées électriquement. chimie générale: manuel / AV Zholnin Les ions sont des particules chargées électriquement résultant de la perte ou du gain 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 mots étrangers inclus dans la langue russe. Chudinov A.N., 1910 ... Dictionnaire des mots étrangers de la langue russe

Un ion (du grec ιόν "aller") est une particule chargée électriquement (atome, molécule), généralement formée à la suite de la perte ou du gain 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

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

- (du grec. aller), particules monoatomiques ou polyatomiques qui transportent l'électricité. charger, par ex. H+, Li+, Al3+, NH4+, F, SO42. Les I positifs sont appelés cations (du grec. kation, littéralement descendre), les négatifs an et ainsi de suite et m et (du grec. anion, ... ... Encyclopédie chimique

- (du grec ión going) particules électriquement chargées formées lorsque des électrons (ou d'autres particules chargées) sont perdus ou gagnés 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

des ions- physique. particules qui portent une charge positive ou négative. Les ions chargés positivement transportent moins d'électrons qu'ils ne le devraient, et les négatifs plus ... Pratique universelle en option dictionnaire I. Mostitski

- (physique) Selon la terminologie introduite dans la doctrine de l'électricité par le célèbre Faraday, un corps soumis à la décomposition par l'action d'un courant galvanique sur lui s'appelle un électrolyte, la décomposition de cette manière est une électrolyse, et les produits de décomposition sont des ions . ... ... Dictionnaire encyclopédique F.A. Brockhaus et I.A. Efron