Termin "jon" je prvi put uveden 1834. godine, a zaslužan je Michael Faraday. Nakon proučavanja uticaja električne struje na rastvore soli, alkalija i kiselina, došao je do zaključka da one sadrže čestice koje imaju određeni naboj. Faraday je katione nazvao jonima koji su se u električnom polju kretali do katode, koja ima negativan naboj. Anioni su negativno nabijene neelementarne jonske čestice koje se kreću u električnom polju prema plus - anodi.
Ova terminologija se i danas koristi, a čestice se dalje proučavaju, što nam omogućava da smatramo da je hemijska reakcija rezultat elektrostatičke interakcije. Mnoge reakcije se odvijaju po ovom principu, što je omogućilo razumijevanje njihovog toka i odabir katalizatora i inhibitora koji će ubrzati njihov tok i inhibirati sintezu. Takođe je postalo poznato da su mnoge supstance, posebno u rastvorima, uvek u obliku jona.
Nomenklatura i klasifikacija jona
Joni su nabijeni atomi ili grupa atoma koji su izgubili ili dobili elektrone tokom kemijske reakcije. Oni čine vanjske slojeve atoma i mogu se izgubiti zbog niske privlačne sile jezgra. Tada je rezultat odvajanja elektrona pozitivan ion. Također, ako atom ima jak nuklearni naboj i usku elektronsku ljusku, jezgro je akceptor dodatnih elektrona. Kao rezultat, formira se negativna ionska čestica.
Ioni sami po sebi nisu samo atomi sa viškom ili nedostatkom elektronske ljuske. To može biti i grupa atoma. U prirodi najčešće postoje grupni joni, koji su prisutni u rastvorima, biološkim tečnostima tela organizama i u morskoj vodi. Postoji ogroman broj vrsta jona, čija su imena prilično tradicionalna. Kationi su pozitivno nabijeni ioni, a negativno nabijeni ioni su anioni. U zavisnosti od sastava, nazivaju se različito. Na primjer, natrijum kation, cezijev kation i drugi. Anioni se nazivaju drugačije, jer se najčešće sastoje od mnogo atoma: sulfatni anion, ortofosfatni anion i drugi.
Mehanizam stvaranja jona
Hemijski elementi u spojevima rijetko su električno neutralni. To jest, oni gotovo nikada nisu u stanju atoma. U formiranju kovalentne veze, koja se smatra najčešćom, atomi također imaju određeni naboj, a gustoća elektrona se pomjera duž veza unutar molekula. Međutim, ovdje se ne formira naboj jona, jer je energija kovalentne veze manja od energije jonizacije. Stoga, unatoč različitoj elektronegativnosti, neki atomi ne mogu u potpunosti privući elektrone vanjskog sloja drugih.
U ionskim reakcijama, gdje je razlika u elektronegativnosti između atoma dovoljno velika, jedan atom može uzeti elektrone iz vanjskog sloja od drugog atoma. Tada je stvorena veza snažno polarizirana i prekinuta. Energija koja se na to troši, a koja stvara naboj jona, naziva se energija ionizacije. Za svaki atom je različit i naznačen je u standardnim tabelama.
Ionizacija je moguća samo kada je atom ili grupa atoma sposobna ili donirati elektrone ili ih prihvatiti. To se najčešće opaža u kristalima rastvora i soli. Kristalna rešetka također sadrži gotovo nepokretne nabijene čestice, lišene kinetičke energije. A kako u kristalu nema mogućnosti kretanja, reakcija iona se najčešće odvija u rastvorima.
Joni u fizici i hemiji
Fizičari i hemičari aktivno proučavaju jone iz nekoliko razloga. Prvo, ove čestice su prisutne u svim poznatim agregatnim stanjima materije. Drugo, energija odvajanja elektrona od atoma može se izmjeriti kako bi se koristila u praktičnim aktivnostima. Treće, joni se ponašaju drugačije u kristalima i rastvorima. I, četvrto, ioni omogućavaju provođenje električne struje, a fizičko-hemijska svojstva otopina mijenjaju se ovisno o koncentraciji iona.
Jonske reakcije u rastvoru
Same otopine i kristale treba detaljnije razmotriti. U kristalima soli odvojeno se nalaze pozitivni ioni, na primjer, natrijevi kationi i negativni, kloridni anioni. Struktura kristala je nevjerovatna: zbog sila elektrostatičkog privlačenja i odbijanja, joni su orijentirani na poseban način. U slučaju natrijum hlorida, oni formiraju takozvanu dijamantsku kristalnu rešetku. Ovdje je svaki kation natrijuma okružen sa 6 hloridnih anjona. Zauzvrat, svaki hloridni anion okružuje 6 hloridnih anjona. Zbog toga se jednostavna kuhinjska sol gotovo jednakom brzinom otapa u hladnoj i vrućoj vodi.
U rastvoru takođe nema cele molekule natrijum hlorida. Svaki od jona je okružen vodenim dipolima i nasumično se kreće u svojoj debljini. Prisutnost naboja i elektrostatičkih interakcija dovodi do činjenice da se otopine slane vode smrzavaju na temperaturi nešto nižoj od nule, a ključaju na temperaturi iznad 100 stupnjeva. Štoviše, ako su u otopini prisutne druge tvari koje mogu ući u kemijsku vezu, tada se reakcija odvija ne uz sudjelovanje molekula, već iona. Ovo je stvorilo doktrinu o insceniranju hemijske reakcije.
Oni proizvodi koji se dobiju na kraju ne nastaju odmah tokom interakcije, već se postepeno sintetiziraju iz međuproizvoda. Proučavanje jona omogućilo je razumijevanje da se reakcija odvija upravo prema principima elektrostatičkih interakcija. Njihov rezultat je sinteza iona koji elektrostatički stupaju u interakciju s drugim ionima, stvarajući konačni ravnotežni proizvod reakcije.
Sažetak
Čestica kao što je jon je električno nabijen atom ili grupa atoma, koja se dobija gubitkom ili akvizicijom elektrona. Najjednostavniji ion je vodonik: ako izgubi jedan elektron, onda je to samo jezgro sa nabojem od +1. Prouzrokuje kiselu sredinu rastvora i medija, što je važno za funkcionisanje bioloških sistema i organizama.
Joni mogu imati i pozitivne i negativne naboje. Zbog toga u rastvorima svaka čestica ulazi u elektrostatičku interakciju sa vodenim dipolima, što takođe stvara uslove za život i prenos signala ćelijama. Štaviše, jonske tehnologije se dalje razvijaju. Na primjer, stvoreni su jonski motori koji su već opremljeni sa 7 NASA svemirskih misija.
I on- monoatomska ili poliatomska električno nabijena čestica tvari, nastala kao rezultat gubitka ili pristupanja atoma u molekulu jednog ili više elektrona.
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, alkalija 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 prema pozitivnom polu (anodi) - anjoni.
Svojstva jona određuju se:
1) znak i veličinu njihovog naboja;
2) struktura jona, odnosno raspored elektrona i jačina njihovih veza, pri čemu su posebno 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 agregatnim stanjima materije: u plinovima (posebno u atmosferi), u tekućinama (u topljenjima i otopinama), u kristalima i u plazmi (posebno u međuzvjezdanom prostoru) .
Budući da su kemijski aktivne čestice, ioni reagiraju 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 valencijom datog atoma ili grupe; joni gasa takođe mogu imati različit broj elementarnih naelektrisanja. Pod uticajem dovoljno energetskih uticaja (visoke temperature, visokofrekventno zračenje, velike brzine elektrona) mogu se formirati pozitivni joni sa različitim brojem elektrona, do golih jezgara. Pozitivni ioni su označeni znakom + (plus) ili tačkom (na primjer, Mg ***, Al +++), negativni ioni znakom - (minus) ili "(Cl -, Br"). znakova označava broj viška elementarnih naboja. Najčešće se ioni formiraju sa stabilnim vanjskim elektronskim omotačima koji odgovaraju ljusci plemenitog plina. Ioni od kojih se grade kristali, te ioni koji se nalaze u otopinama i rastvaračima sa visokim dielektričnim konstantama, uglavnom pripadaju ovoj vrsti, na primjer, alkalni i zemnoalkalni metali, halogenidi itd. Međutim, postoje i tzv. 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, nalikujući u mnogo čemu svojstvima 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 valna mehanika, imaju sferni oblik. Dimenzije jona se karakterišu veličinom njihovih poluprečnika, 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 jako djelovanje jonskog polja na molekule rastvarača pokazuju proračuni Zwickyja 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 određuje uglavnom 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 sila interakcije između jona. Razlozi za stvaranje jona u rastvorima nisu tačno poznati; najvjerovatnije mišljenje je da se molekule rastvorljivih supstanci razbijaju na ione molekularnim poljem rastvarača; heteropolarni, tj. kristali izgrađeni od jona, očigledno daju ione odmah nakon rastvaranja. Vrijednost molekularnog polja rastvarača potvrđuje se kao da je paralelizam između dielektrične konstante rastvarača, koja je približna mjera napona njegovog molekularnog polja, i stepena disocijacije (Nernst-Thomsonovo pravilo, eksperimentalno potvrdio Walden). Međutim, jonizacija se javlja i u supstancama s niskom dielektričnom konstantom, ali se ovdje otapaju pretežno elektroliti, dajući kompleksne ione. Kompleksi se ponekad formiraju od jona otopljene supstance, ponekad u njihovom nastanku učestvuje i rastvarač. Za supstance sa niskim dielektričnim konstantama, formiranje kompleksnih jona je takođe karakteristično kada se dodaju neelektroliti, na primer (C 2 H 5) 0Br 3 daje, kada se pomeša sa hloroformom, provodljiv
sistem. Vanjski znak stvaranja kompleksnih jona je tzv. anomalna električna provodljivost, u kojoj grafikon koji prikazuje ovisnost molarne električne provodljivosti o razrjeđenju daje maksimum u području koncentriranih otopina i minimum u daljnjem razrjeđivanju.
Nomenklatura Prema hemijskoj nomenklaturi, naziv kationa koji se sastoji od jednog atoma poklapa se s imenom elementa, na primjer, Na + se naziva natrijev ion, ponekad se u zagradi dodaje naboj, na primjer, ime Fe 2 + kation je ion gvožđa (II). Ime se sastoji od jednog atoma, anion se formira od korijena latinskog naziva elementa i sufiksa " -Ja sam uradio“, na primjer, F - se naziva jon fluora.
I on je električno nabijena čestica. U ovom slučaju ion može imati i pozitivan električni naboj i negativan. U prvom slučaju naziva se kation, a u drugom anion.
Jon može biti atom, molekul ili slobodni radikal, sve dok imaju bilo kakav naboj, naravno. Inače, naboj jona ne može biti beskonačno mali, a čestica kojom je predstavljen je elementarna.
Joni su također kemijski aktivne čestice, tako da mogu reagirati i s drugim česticama (nenabijenim) i međusobno.
Joni, kao nezavisne čestice, nalaze se skoro svuda. Oni su u atmosferi, u raznim tečnostima, u čvrstim materijama, pa čak i u međuzvjezdanom prostoru, gdje je u principu izuzetno malo zraka ili neke vrste tvari.
Priča
Po prvi put je koncept "jona" uveo poznati naučnik Michael Faraday 1834. godine. Proučavajući širenje elektriciteta u različitim medijima, sugerirao je da električna provodljivost nekih od njih može biti uzrokovana prisustvom određenih električno nabijenih čestica u tim medijima i tvarima. Zato ih je nazvao jonima. Naučnik je takođe uveo koncepte katjona i anjona. Budući da se pozitivni ioni kreću prema negativno nabijenoj elektrodi, katodi, nazvao ih je kationima. Negativni ioni se kreću obrnuto - prema anodi, što znači da ih treba zvati anionima.
IONI IONI su električno nabijene čestice nastale od atoma (molekula) kao rezultat gubitka ili dobitka jednog ili više elektrona. Pozitivno nabijeni ioni nazivaju se kationi, negativno nabijeni ioni se nazivaju anjoni.
Moderna enciklopedija. 2000 .
Pogledajte šta je "IONS" u drugim rječnicima:
IONI- (od grč. ion ide, luta), atomi ili hemikalije. radikali koji nose električne naboje. Priča. Kao što je Faraday prvi ustanovio, provođenje električne struje u otopinama je povezano s kretanjem materijalnih čestica koje nose ... ... Velika medicinska enciklopedija
joni- - električno nabijeni atomi ili molekuli. Opća hemija: udžbenik / A. V. Zholnin Joni su električno nabijene čestice koje nastaju kada se elektroni gube ili dobijaju od strane atoma, molekula i radikala. Rječnik analitičke hemije ... ... Hemijski termini
Proizvodi razgradnje bilo kojeg tijela putem elektrolize. Rječnik stranih riječi uključenih u ruski jezik. Čudinov A.N., 1910. Rečnik stranih reči ruskog jezika
- (od grčkog iōn going), nabijene čestice nastale od atoma (molekula) kao rezultat gubitka ili dodavanja jednog ili više elektrona. U otopinama se pozitivno nabijeni ioni nazivaju kationi, negativno nabijeni ioni ... ... enciklopedijski rječnik
Jon (grčki ιόν „ide“) je električno nabijena čestica (atom, molekula), obično nastala kao rezultat gubitka ili dobitka jednog ili više elektrona od strane atoma ili molekula. Naboj jona je višekratnik naboja elektrona. Koncept i ... ... Wikipedia
joni- (od grčkog ion going) električno nabijene čestice nastale gubitkom ili dobitkom elektrona (ili drugih nabijenih čestica) od strane atoma ili grupa atoma (molekula, radikala, itd.). Pojam i termin joni uvedeni su 1834. godine ... ... Enciklopedijski rečnik metalurgije
- (od grč. ide), jednoatomne ili poliatomske čestice koje nose električnu energiju. naplatiti, npr. H +, Li+, Al3+, NH4+, F, SO42. Pozitivni I. nazivaju se kationi (od grč. kation, doslovno silazeći), negativni an i on i m i (od grč. anion, ... ... Chemical Encyclopedia
- (od grčkog ión going) električno nabijene čestice nastale kada se elektroni (ili druge nabijene čestice) izgube ili dobiju 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. Mostitskyja
- (fizički) Prema terminologiji koju je u nauku o elektricitetu uveo poznati Faraday, tijelo podvrgnuto razgradnji djelovanjem galvanske struje na njega naziva se elektrolit, razlaganje na ovaj način je elektroliza, a produkti raspadanja su joni. ... ... ... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron
Knjige
- Joni vodonika liječe rak. Zrak nade Garbuzov Genadij Aleksejevič. Genadij Aleksejevič Garbuzov je poznati naučnik iz Sočija, biolog, dugogodišnji sledbenik akademika Bolotova, specijalista u oblasti netradicionalnog lečenja onkoloških bolesti. Višegodišnji…
- Joni vodonika leče rak Ray of Hope, G. Garbuzov Genady Alekseevich Garbuzov je poznati naučnik iz Sočija, biolog, dugogodišnji sledbenik akademika Bolotova, specijalista u oblasti netradicionalnog lečenja onkoloških bolesti. .…
