イオンの種類。 イオンは荷電原子と原子団
ほとんどの人が、空気中のマイナスイオンが量的に増加する、いわゆる「チジェフスキーシャンデリア」の広告を見たことがあるでしょう。 ただし、放課後、誰もがイオン自体を正確に覚えているわけではありません。これらは、通常の原子に特有の中性性を失った荷電粒子です。 そして今、もう少し。
「間違った」原子
ご存知のように、偉大なメンデレーエフの周期表の数字は、原子核内の陽子の数に関連付けられています。 なぜ電子ではないのですか？ 電子の数と完全性は、原子の特性に影響を与えますが、原子核に関連する基本的な特性を決定するわけではないためです。 電子が十分でないか、または多すぎる可能性があります。 イオンは、「間違った」数の電子を持つ単なる原子です。 また、逆説的に、電子が不足しているものをプラス、過剰のものをマイナスと呼びます。
名前について少し
イオンはどのように形成されるのですか？ これは簡単な質問です。教育には 2 つの方法しかありません。 化学的または物理的のいずれかです。 結果は、陽イオンと呼ばれることが多い正イオンと、それぞれ陰イオンと呼ばれる負イオンになる可能性があります。 特別な多原子タイプのイオンとも見なされる単一の原子または分子全体は、電荷が不足または過剰になる可能性があります。
媒体、たとえばガスのイオン化がある場合、その中に電子と陽イオンの量的に比例した比率があります。 しかし、そのような現象はまれであり（雷雨の間、炎の近くで）、そのような変化した状態のガスは長く存在しません。 したがって、一般的に地面に近い反応性の空気イオンはまれです。 ガスは非常に急速に変化する媒体です。 イオン化因子の作用が止まるとすぐに、イオンは互いに出会い、再び中性原子になります。 これが通常の状態です。
アグレッシブな液体
水には大量のイオンが含まれている可能性があります。 実際のところ、水分子は分子全体に不均一に分布している粒子であり、片側に正電荷、反対側に負電荷を持つ双極子です。
そして、水溶性物質が水に現れると、極を持つ水分子が追加された物質に電気的に影響を与え、それをイオン化します。 その良い例が海水で、多くの物質がイオンの形で存在しています。 これは昔から人々に知られています。 ある点より上の大気には多くのイオンがあり、この殻は電離層と呼ばれます。 安定した原子や分子を破壊します。 イオン化された状態の粒子は、物質全体に与えることができます。 一例は、宝石の明るく珍しい色です。
ATP からエネルギーを得る基本的なプロセスは、イオンの相互作用と酵素によって触媒される多くの化学プロセスに基づく電気的に不安定な粒子の作成なしには不可能であるため、イオンは生命の基盤です。イオン化によってのみ発生します。 この状態の一部の物質が口から摂取されることは驚くべきことではありません。 典型的な例は有用な銀イオンです。
物理学と化学のさまざまな用語、理論、法則に精通している人は多くありません。 そしておそらく、これらの分野の研究を始めたばかりの人もいます。 したがって、特定の概念が不明または忘れられている可能性があります。 たとえば、「イオン」という言葉は多くの人になじみがありますが、イオンとは何か、それがどのような性質を持っているかを思い出してみましょう。
イオンとは
「イオン」という言葉と概念は古代ギリシャ語から来ており、「行く」と訳されています。 イオンは荷電粒子です。 したがって、イオンは正または負の電荷を持つことができます。 荷電粒子は、原子、分子、またはフリーラジカルです。 電荷は、電子の電荷の倍数です。
自由状態では、イオンは物質のあらゆる凝集状態のどこにでも見られます。 それらは、気体、液体、合金、結晶、およびプラズマで見つけることができます。
イオンが負の場合は陰イオンと呼ばれ、正の電荷は陽イオンと呼ばれます。 これらの名前は、イオンを発見した科学者マイケル・ファラデーによって導入されました。
「イオン」という用語は、1834 年に物理学者で化学者のマイケル ファラデーが効果を研究していたときに造語されました。 電流各種水溶液用。 その後、彼は、さまざまなアルカリ性、酸性、および生理食塩水の電気伝導率が、彼がイオンと呼び、正電荷と負電荷に分けられる特別な粒子の動きに依存すると結論付けました。
イオンにはいくつかの基本的な物理的特性があります。
- イオンは 活性物質原子、分子、フリーラジカル、および同じイオンと相互作用します。 それらは多くの異なる反応に関与しています。
- で 電界イオンは、反対の電荷を持つ目的の電極に電気を運びます。
- 生物の中ではイオンも遊んでいます 大きな役割神経インパルスを行うことによって。
- イオンは、化学反応の触媒または中間体として機能します。
- 電解液中のイオン反応は瞬時に起こります。
- 正の水素イオンは物理陽子にあります。 陽子と中性子はすべての原子核を形成します。 このようなプロトンは、水素原子をイオン化することによって得ることができる。
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自宅で（または学校のサークルで）そのような経験をしてください。 電池を取り、ワイヤーで懐中電灯の電球に接続します。 電球に電流が流れ、点灯します。 次に、1本のワイヤーを切り、その端をコップ一杯の水に浸します. 電球は点灯しません。つまり、電流が流れていません。 普通の塩をグラスに注ぎます。 塩が溶けると、電球が再び点灯します。 そのため、水が塩溶液に変わるとすぐに、電流が流れました。 なぜ？
あなたはおそらく、原子の中でそれらが原子核の周りを回っているということをすでに聞いたことがあるでしょう (そうでない場合は、この本の "" の話を読んでください)。 そして、なぜ彼らは原子の中にとどまり、飛び去らないのですか?
石を取り、頭の上のロープで回転させます。 石が常に飛び去ろうとしていて、ロープがそれを支えているように感じます。
そして、原子には独自の「ロープ」があります。 これらは電荷です。 原子核はプラスに帯電し、電子はマイナスに帯電しています。 そのような異なる電荷は、いわゆる互いに引き付け合います。 この引力により、電子は原子核の近くに留まります。
しかし、細いロープで石を強くほどくと、外れて飛んでしまいます。 そして、電子が外れることがあります。 たとえば、原子の急激な衝突があります。 ぶどうの房のようなものです。振るとベリーが落ちます。
しかし、原子自体はどうなるでしょうか？ 電子が引き離されると、原子は正に帯電します。
離れた電子は、途中で別の原子に出会い、それに「くっつく」ことができます。 すると、この原子はマイナスに帯電します。
これらの荷電原子はイオンと呼ばれます。
個々の原子だけでなく、原子のグループも電子を失ったり獲得したりできます。 同時にイオンにもなり、その変化そのものをイオン化といいます。
ガスが強く加熱されると、その原子は高速で移動し、衝突中に多くの電子が引き裂かれます。 ガスはイオン化されます。
放射線の作用により、さまざまな物質が電離します。 そして、地球から数百キロメートルの高さで、太陽からの特別な光線の作用でイオンが発生します。 この大気の層は電離層と呼ばれます。
多くの固体もイオンで構成されています。 たとえば、塩。 水に溶けるとイオンが離れます。 これらの荷電粒子が水中に現れるとすぐに、ワイヤの一方の端からもう一方の端に電気を転送し始め、溶液に電流が流れ始めました。
イオンの動きは、多くのデバイスや人間が作成したデバイス、または電池の動作の基礎となっています。 そして自然界では、イオンが重要な役割を果たしています。 あなたの体のすべての細胞の中を移動する多くの異なるイオンがあります. あなたはスキーに行ったり、口述筆記をしたりします - これらは働いているイオンです。 そして今、あなたは私たちの本を読んでいて、あなたの脳細胞の中をイオンが動いています。 彼らがいなければ、考えることも、勉強することも、読むことも、イオンが何であるかを知ることもできません。
そして彼荷電粒子です。 この場合、イオンは正の電荷と負の電荷の両方を持つことができます。 前者を陽イオン、後者を陰イオンと呼びます。
もちろん、イオンは、電荷を持っている限り、原子、分子、またはフリーラジカルである可能性があります。 ところで、イオンの電荷は無限に小さくすることはできず、それを表す粒子は素粒子です。
イオンは化学的に活性な粒子でもあるため、他の粒子 (帯電していない) と反応したり、互いに反応したりできます。
独立した粒子としてのイオンは、ほとんどどこにでも見られます。 それらは、大気中、さまざまな液体中、固体中、さらには星間空間にもあります。星間空間には、原則として空気やある種の物質がほとんどありません。
歴史
「イオン」の概念は、1834 年に有名な科学者マイケル ファラデーによって初めて導入されました。 彼は、さまざまな媒体における電気の伝搬を研究し、それらのいくつかの導電率は、これらの媒体および物質内の特定の荷電粒子の存在によって引き起こされる可能性があることを示唆しました. それで彼はそれらをイオンと呼んだ。 科学者は、陽イオンと陰イオンの概念も紹介しました。 正イオンは負に帯電した電極である陰極に向かって移動するため、彼はそれらを陽イオンと呼びました。 負イオンは反対方向に移動します - 陽極に向かって、つまり陰イオンと呼ばれるべきです。
イオン イオン
(ギリシャ語の iōn - going から)、1 つまたは複数の電子の損失または追加の結果として、原子 (分子) から形成された荷電粒子。 溶液中で、正に帯電したイオンは陽イオンと呼ばれ、負に帯電したイオンは陰イオンと呼ばれます。 この用語は、1834 年に M. ファラデーによって提案されました。
イオンイオン (ギリシャ語のイオン - 進行中)、1 つまたは複数の電子の損失または追加の結果として形成される荷電粒子 (cm。電子（粒子））(または他の荷電粒子) を原子、分子、ラジカル、または他のイオンに変換します。 正に帯電したイオンは陽イオンと呼ばれます。 (cm。陽イオン)、負に帯電したイオン - 陰イオン (cm。アニオン）. この用語は、M.ファラデーによって提案されました (cm。ファラデウス・マイケル) 1834年
イオンは化学記号で示され、右上にインデックスがあります。 インデックスは、電荷の符号と大きさ、つまりイオンの多重度を電子電荷の単位で示します。 原子が 1 個、2 個、3 個の電子を失うか獲得すると、それぞれ 1、2、3 価のイオンが形成されます (イオン化を参照)。 (cm。イオン化))、例えば、Na + 、Ca 2+ 、Al 3+ 、Cl - 、SO 4 2- 。
原子イオンは、イオンの多重度を示すローマ数字を持つ要素の化学記号によっても示されます。この場合、ローマ数字は分光記号であり、その値は単位あたりの電荷よりも大きくなります。つまり、NI は中性原子 N を意味します。イオン表示 NII は一価イオン N + を意味し、NIII は N 2+ を意味します。
さまざまなイオンの配列 化学元素同じ数の電子を含むものは、等電子系列を形成します。
イオンは物質の分子の一部となり、イオン結合によって分子を形成します (cm。イオン結合）. 独立した粒子の形で、束縛されていない状態で、イオンは物質のすべての凝集状態、つまり気体中（特に大気中）、液体中（溶融物および溶液中）、結晶に見られます。 液体では、溶媒と溶質の性質に応じて、イオンが無期限に存在する可能性があります。たとえば、水溶液中の Na + イオンです。 食卓塩塩化ナトリウム。 固体状態の塩は通常、イオン結晶を形成します (cm。イオン結晶). 金属の結晶格子は正に帯電したイオンで構成されており、その中には「電子ガス」があります。 原子イオンの相互作用エネルギーは、原子間相互作用を考慮したさまざまな近似方法を使用して計算できます。 (cm。原子間相互作用).
イオンの形成は、イオン化の過程で発生します。 中性の原子または分子から電子を取り除くには、イオン化エネルギーと呼ばれる特定のエネルギーを消費する必要があります。 電子の電荷あたりのイオン化エネルギーは、イオン化ポテンシャルと呼ばれます。 電子親和力は、イオン化エネルギーとは反対の性質で、負イオンにおける付加電子の結合エネルギーの大きさを示します。
中性原子および分子は、光放射量子、X線およびg線放射、他の原子、粒子などとの衝突時の電場の作用下でイオン化されます。
気体では、イオンは主に高エネルギー粒子の影響下で、または紫外線、X 線、および g 線の作用下での光イオン化中に形成されます (電離放射線を参照)。 (cm。電離放射線））。 このようにして形成されたイオンは、通常の条件下では短命です。 高温では、原子とイオンのイオン化 (熱イオン化、すなわち電子分離を伴う熱解離) も平衡プロセスとして発生する可能性があります。 (cm。平衡プロセス)、温度の上昇と圧力の低下に伴い、イオン化の程度が増加します。 この場合、ガスはプラズマ状態になります。 (cm。プラズマ）.
気体中のイオンは、多くの現象において重要な役割を果たしています。 自然条件下では、宇宙線、太陽放射、または放電（雷）の作用で空気中にイオンが形成されます。 イオンの存在、その種類と濃度は多くの影響を与えます 物理的特性空気、その生理活性について。
百科事典辞書. 2009 .
他の辞書で「イオン」が何であるかを参照してください。
イオン- (ギリシア語から。イオン 行く、さまよう)、原子または化学物質。 電荷を運ぶラジカル。 歴史。 ファラデーが最初に確立したように、溶液中の電流の伝導は、物質粒子の動きに関連しており、... ... 大きな医学百科事典
イオン、1 つまたは複数の電子の損失または獲得の結果として原子 (分子) から形成される荷電粒子。 プラスに帯電したイオンは陽イオンと呼ばれ、マイナスに帯電したイオンは陰イオンと呼ばれます。 現代百科事典
イオン- - 帯電した原子または分子。 一般化学: 教科書 / AV Zholnin イオンは、原子、分子、およびラジカルによる電子の損失または獲得から生じる荷電粒子です。 分析化学事典や…… 化学用語
電気分解によるあらゆる物体の分解生成物。 辞書 外国語ロシア語に含まれています。 Chudinov A.N.、1910 ... ロシア語の外国語辞書
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- (ギリシャ語から)、電気を運ぶ単原子または多原子の粒子。 料金、例えば。 H+、Li+、Al3+、NH4+、F、SO42。 正の I. は陽イオン (ギリシャ語の kation から、文字通り下降)、負の an および on および m および (ギリシャ語の anion から、... ... 化学百科事典
- (ギリシャ語の ión から) 電子 (または他の荷電粒子) が原子または原子グループによって失われたり獲得されたりするときに形成される荷電粒子。 そのような原子のグループは、分子、ラジカル、または他のI. ... ... ... 偉大なソビエト百科事典
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- (物理的) 有名なファラデーによって電気の教義に導入された用語によると、ガルバニック電流の作用によって分解される物体は電解質と呼ばれ、この方法での分解は電気分解であり、分解生成物はイオンです。 . ... ... 百科事典辞書 Brockhaus と I.A. エフロン