Termenul „ion” a fost introdus pentru prima dată în 1834, atribuit lui Michael Faraday. După ce a studiat efectul curentului electric asupra soluțiilor de săruri, alcaline și acizi, a ajuns la concluzia că acestea conțin particule care au o anumită sarcină. Faraday a numit cationi ioni care s-au mutat într-un câmp electric către catod, care are o sarcină negativă. Anionii sunt particule ionice neelementare încărcate negativ care se deplasează într-un câmp electric spre plus - anod.
Această terminologie este folosită și astăzi, iar particulele sunt studiate în continuare, ceea ce ne permite să considerăm o reacție chimică ca rezultat al unei interacțiuni electrostatice. Multe reacții se desfășoară conform acestui principiu, ceea ce a făcut posibilă înțelegerea cursului lor și selectarea catalizatorilor și inhibitorilor pentru a le accelera cursul și a inhiba sinteza. De asemenea, a devenit cunoscut faptul că multe substanțe, în special în soluții, sunt întotdeauna sub formă de ioni.
Nomenclatura și clasificarea ionilor
Ionii sunt atomi încărcați sau un grup de atomi care au pierdut sau au câștigat electroni în timpul unei reacții chimice. Ele alcătuiesc straturile exterioare ale atomului și pot fi pierdute din cauza forței de atractivitate scăzute a nucleului. Atunci rezultatul detașării unui electron este un ion pozitiv. De asemenea, dacă un atom are o sarcină nucleară puternică și un înveliș electronic îngust, nucleul este un acceptor de electroni suplimentari. Ca rezultat, se formează o particulă ionică negativă.
Ionii înșiși nu sunt doar atomi cu un înveliș de electroni în exces sau insuficient. Poate fi și un grup de atomi. În natură, există cel mai adesea ioni de grup, care sunt prezenți în soluții, fluide biologice ale corpului organismelor și în apa de mare. Există un număr mare de tipuri de ioni, ale căror nume sunt destul de tradiționale. Cationii sunt ioni încărcați pozitiv, iar ionii încărcați negativ sunt anioni. În funcție de compoziție, se numesc diferit. De exemplu, cation de sodiu, cation de cesiu și altele. Anionii sunt numiți diferit, deoarece ei constau cel mai adesea din mulți atomi: anion sulfat, anion ortofosfat și alții.
Mecanismul de formare a ionilor
Elementele chimice din compuși sunt rareori neutre din punct de vedere electric. Adică nu sunt aproape niciodată în stare de atomi. În formarea unei legături covalente, care este considerată cea mai comună, atomii au și o anumită sarcină, iar densitatea electronilor se deplasează de-a lungul legăturilor din interiorul moleculei. Totuși, încărcarea ionului nu se formează aici, deoarece energia legăturii covalente este mai mică decât energia de ionizare. Prin urmare, în ciuda electronegativității diferite, unii atomi nu pot atrage complet electronii stratului exterior al altora.
În reacțiile ionice, unde diferența de electronegativitate între atomi este suficient de mare, un atom poate prelua electroni din stratul exterior de la un alt atom. Apoi conexiunea creată este puternic polarizată și ruptă. Energia cheltuită pe aceasta, care creează sarcina ionului, se numește energie de ionizare. Pentru fiecare atom, este diferit și este indicat în tabelele standard.
Ionizarea este posibilă numai atunci când un atom sau un grup de atomi este capabil fie să doneze electroni, fie să îi accepte. Acest lucru se observă cel mai adesea în cristalele de soluție și sare. Rețeaua cristalină conține și particule încărcate aproape imobile, lipsite de energie cinetică. Și deoarece nu există nicio posibilitate de mișcare în cristal, reacția ionilor are loc cel mai adesea în soluții.
Ioni în fizică și chimie
Fizicienii și chimiștii studiază activ ionii din mai multe motive. În primul rând, aceste particule sunt prezente în toate stările agregate cunoscute ale materiei. În al doilea rând, energia de detașare a electronilor dintr-un atom poate fi măsurată pentru a o utiliza în activități practice. În al treilea rând, ionii se comportă diferit în cristale și soluții. Și, în al patrulea rând, ionii fac posibilă conducerea curentului electric, iar proprietățile fizico-chimice ale soluțiilor se modifică în funcție de concentrația de ioni.
Reacții ionice în soluție
Soluțiile și cristalele în sine ar trebui luate în considerare mai detaliat. În cristalele de sare, există ioni pozitivi localizați separat, de exemplu, cationi de sodiu și anioni negativi, clorură. Structura cristalului este uimitoare: datorită forțelor de atracție și repulsie electrostatică, ionii sunt orientați într-un mod special. În cazul clorurii de sodiu, acestea formează așa-numita rețea cristalină de diamant. Aici, fiecare cation de sodiu este înconjurat de 6 anioni de clorură. La rândul său, fiecare anion clorură înconjoară 6 anioni clorură. Din această cauză, sarea simplă de masă se dizolvă aproape în aceeași viteză în apă rece și fierbinte.
În soluție, nu există nici o moleculă întreagă de clorură de sodiu. Fiecare dintre ioni este înconjurat de dipoli de apă și se mișcă aleatoriu în grosimea sa. Prezența sarcinilor și a interacțiunilor electrostatice duce la faptul că soluțiile de apă sărată îngheață la o temperatură puțin mai mică decât zero și fierb la o temperatură de peste 100 de grade. Mai mult, dacă în soluție sunt prezente și alte substanțe care pot intra într-o legătură chimică, atunci reacția are loc nu cu participarea moleculelor, ci a ionilor. Aceasta a creat doctrina etapizării unei reacții chimice.
Acele produse care se obțin la final nu se formează imediat în timpul interacțiunii, ci sunt sintetizate treptat din produse intermediare. Studiul ionilor a făcut posibil să se înțeleagă că reacția se desfășoară tocmai după principiile interacțiunilor electrostatice. Rezultatul lor este sinteza ionilor care interacționează electrostatic cu alți ioni, creând produsul de reacție de echilibru final.
rezumat
O particulă, cum ar fi un ion, este un atom sau un grup de atomi încărcat electric, care se obține în cursul pierderii sau achiziționării de electroni. Cel mai simplu ion este hidrogenul: dacă pierde un electron, atunci este doar un nucleu cu o sarcină de +1. Determină mediul acid al soluțiilor și mediilor, care este important pentru funcționarea sistemelor biologice și a organismelor.
Ionii pot avea atât sarcini pozitive, cât și negative. Datorită acestui fapt, în soluții, fiecare particulă intră în interacțiune electrostatică cu dipolii de apă, ceea ce creează, de asemenea, condiții pentru viață și transmiterea semnalului de către celule. În plus, tehnologiile ionice se dezvoltă în continuare. De exemplu, au fost create motoare cu ioni, care au fost deja echipate cu 7 misiuni spațiale NASA.
Si el- o particulă monoatomică sau poliatomică încărcată electric a unei substanțe, formată ca urmare a pierderii sau aderării unui atom în molecula unuia sau mai multor electroni.
Sarcina unui ion este un multiplu al sarcinii unui electron. Conceptul și termenul „ion” a fost introdus în 1834 de Michael Faraday, care, studiind 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 în soluție la polul negativ (catod), a numit Faraday cationi, și încărcat negativ, deplasându-se spre polul pozitiv (anod) - anionii.
Proprietățile ionilor sunt determinate:
1) semnul și mărimea sarcinii lor;
2) structura ionilor, adică dispunerea electronilor și puterea legăturilor lor, electronii exteriori fiind 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 agregate ale materiei: 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 reacţionează cu atomii, moleculele şi 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, de asemenea, 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 printr-un semn + (plus) sau un punct (de exemplu, Mg***, Al +++), ionii negativi printr-un semn - (minus) sau „(Cl -, Br”). de semne indică numărul de sarcini elementare în exces. Cel mai adesea, ionii sunt formați cu învelișuri de electroni exterioare stabile corespunzătoare învelișului de gaz nobil. 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, halogenuri etc. Cu toate acestea, există și așa-numitele. 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, asemănând în multe privințe cu 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, după cum arată mecanica ondulatorie, au o formă sferică. Dimensiunile unui ion sunt caracterizate de mărimea razelor lor, care pot fi determinate empiric din datele analizei cu raze X a cristalelor (Goldschmidt) sau calculate teoretic prin metodele mecanicii ondulatorii (Pauliig) sau statisticii (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 puternică este acțiunea câmpului ionic asupra moleculelor de solvent este demonstrată de calculele lui Zwicky, care a descoperit că moleculele de apă sunt aproape de ioni sub 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 opinie este că moleculele substanțelor solubile sunt rupte în ioni de câmpul molecular al solventului; heteropolare, adică cristalele construite din ioni, se pare că dau ioni imediat după dizolvare. Valoarea câmpului molecular al solventului este confirmată ca și cum printr-un paralelism între constanta dielectrică a solventului, care este o măsură aproximativă a tensiunii câmpului său molecular, și gradul de disociere (regula Nernst-Thomson, experimental confirmat de Walden). Totuși, ionizarea are loc și în substanțele cu constante dielectrice scăzute, dar aici predominant electroliții se dizolvă, dând ioni complecși. Complexele se formează uneori din ionii substanței dizolvate, uneori și solventul participă la formarea lor. Pentru substanțele cu constante dielectrice scăzute, formarea de ioni complecși este caracteristică și atunci când se adaugă 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 un grafic care ilustrează dependența conductivității electrice molare de diluție oferă un maxim în regiunea soluțiilor concentrate și un minim în diluția ulterioară.
Nomenclatură Conform nomenclaturii chimice, numele unui cation 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 Fe 2 + cationul este ionul de fier (II). Numele este format dintr-un singur atom, anionul este format din rădăcina numelui latin al elementului și sufixul " -am facut”, de exemplu, F - se numește ion de fluor.
Si el este o particulă încărcată electric. În acest caz, ionul poate avea atât o sarcină electrică pozitivă, cât și una negativă. În primul caz, se numește cation, iar în al doilea, anion.
Un ion poate fi un atom, o moleculă sau un radical liber, atâta timp cât au orice sarcină, desigur. Apropo, sarcina unui ion nu poate fi infinit de mică, iar particula prin care este reprezentată este elementară.
Ionii sunt, de asemenea, particule active din punct de vedere chimic, deci pot reacționa atât cu alte particule (neîncărcate), cât și între ele.
Ionii, ca particule independente, se găsesc aproape peste tot. Sunt în atmosferă, în diverse lichide, în solide și chiar în spațiul interstelar, unde există, în principiu, extrem de puțin aer sau un fel de substanță.
Poveste
Pentru prima dată conceptul de „ion” a fost introdus de celebrul om de știință Michael Faraday în 1834. Studiind propagarea electricității în diverse medii, el a sugerat că conductivitatea electrică a unora dintre ele poate fi cauzată de prezența anumitor particule încărcate electric în aceste medii și substanțe. Așa că le-a numit ioni. Omul de știință a introdus și conceptele de cationi și anioni. Deoarece ionii pozitivi se deplasează spre electrodul încărcat negativ, catod, el i-a numit cationi. Ionii negativi se deplasează invers - spre anod, ceea ce înseamnă că ar trebui să fie numiți anioni.
IONI Ionii sunt particule încărcate electric formate dintr-un atom (moleculă) ca urmare a pierderii sau câștigării unuia sau mai multor electroni. Ionii încărcați pozitiv se numesc cationi, ionii încărcați negativ se numesc anioni.
Enciclopedia modernă. 2000 .
Vedeți ce este „IONS” în alte dicționare:
IONII- (din greacă. ion mergând, rătăcitor), atomi sau chimic. radicali care poartă sarcini electrice. Poveste. După cum a stabilit Faraday pentru prima dată, conducerea unui curent electric în soluții este asociată cu mișcarea particulelor materiale care transportă ... ... Marea Enciclopedie Medicală
ionii- - atomi sau molecule încărcate electric. Chimie generală: manual / A. V. Zholnin Ionii sunt particule încărcate electric care apar atunci când electronii sunt pierduți sau câștigați de atomi, molecule și radicali. Dicționar 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
- (din grecescul iōn going), particule încărcate formate dintr-un atom (moleculă) ca urmare a pierderii sau adăugării unuia sau mai multor electroni. În soluții, ionii încărcați pozitiv se numesc cationi, ionii încărcați negativ ... ... Dicţionar enciclopedic
Un ion (greacă ιόν „merg”) este o particulă încărcată electric (atom, moleculă), formată de obicei ca urmare a pierderii sau câștigării unuia sau mai multor electroni de către atomi sau molecule. Sarcina unui ion este un multiplu al sarcinii unui electron. Concept și ...... Wikipedia
ionii- (din grecescul ion merge) particule încărcate electric formate prin pierderea sau câștigarea de electroni (sau alte particule încărcate) de către atomi sau grupuri de atomi (molecule, radicali etc.). Conceptul și termenul de ioni au fost introduse în 1834 ...... Dicţionar enciclopedic de metalurgie
- (din greacă. mergând), particule monoatomice sau poliatomice care transportă electricitate. taxa, de ex. H+, Li+, Al3+, NH4+, F, S042. I. pozitiv se numesc cationi (din greacă. kation, literalmente coborând), negativ an și pe și m și (din greacă. anion, ... ... Enciclopedia chimică
- (din grecescul ión mergând) particule încărcate electric formate atunci când electronii (sau alte particule încărcate) sunt pierdute sau câștigate de 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... Dicționar explicativ practic suplimentar universal de 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, descompunerea in acest fel este electroliza, iar produsele de descompunere sunt ioni. ...... Dicţionar enciclopedic F.A. Brockhaus și I.A. Efron
Cărți
- Ionii de hidrogen vindecă cancerul. Raza de speranță Garbuzov Ghenadi Alekseevici. Gennady Alekseevich Garbuzov este un cunoscut om de știință din Soci, un biolog, un adept de multă vreme al academicianului Bolotov, specialist în domeniul tratamentului netradițional al bolilor oncologice. Perena…
- Ionii de hidrogen vindecă cancerul Ray of Hope, G. Garbuzov.Ghenady Alekseevich Garbuzov este un cunoscut om de știință din Soci, biolog, adept de multă vreme al academicianului Bolotov, specialist în domeniul tratamentului netradițional al bolilor oncologice. .…
