რა ნაწილაკებს უწოდებენ იონებს. ზოგადი და არაორგანული ქიმია
Და ის- ნივთიერების ერთატომური ან პოლიატომური ელექტრულად დამუხტული ნაწილაკი, რომელიც წარმოიქმნება ატომის მიერ ერთი ან მეტი ელექტრონის მოლეკულაში დაკარგვის ან მომატების შედეგად.
იონის მუხტი არის ელექტრონის მუხტის ჯერადი. კონცეფცია და ტერმინი "იონი" შემოიღო 1834 წელს მაიკლ ფარადეის მიერ, რომელმაც მჟავების, ტუტეების და მარილების წყალხსნარებზე ელექტრული დენის ეფექტის შესწავლისას თქვა, რომ ასეთი ხსნარების ელექტრული გამტარობა განპირობებულია იონების გადაადგილებით. ფარადეიმ უწოდა დადებითად დამუხტული იონები, რომლებიც ხსნარში მოძრაობენ უარყოფითი პოლუსისკენ (კათოდი) კათიონებიდა უარყოფითად დამუხტულები მოძრაობენ დადებითი პოლუსისკენ (ანოდი) - ანიონები.
იონების თვისებები განისაზღვრება:
1) მათი მუხტის ნიშანი და სიდიდე;
2) იონების სტრუქტურა, ანუ ელექტრონების განლაგება და მათი ბმების სიძლიერე, განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია გარე ელექტრონები;
3) მათი ზომები, განისაზღვრება გარე ელექტრონის ორბიტის რადიუსით.
4) ელექტრონული გარსის სიმტკიცე (იონების დეფორმირებადობა).
დამოუკიდებელი ნაწილაკების სახით, იონები გვხვდება მატერიის ყველა აგრეგატულ მდგომარეობაში: აირებში (კერძოდ, ატმოსფეროში), სითხეებში (დნობაში და ხსნარებში), კრისტალებში და პლაზმაში (კერძოდ, ვარსკვლავთშორის სივრცეში). .
როგორც ქიმიურად აქტიური ნაწილაკები, იონები რეაგირებენ ატომებთან, მოლეკულებთან და ერთმანეთთან. ხსნარებში იონები წარმოიქმნება ელექტროლიტური დისოციაციის შედეგად და განსაზღვრავს ელექტროლიტების თვისებებს.
ხსნარებში იონების ელემენტარული ელექტრული მუხტების რაოდენობა თითქმის ყოველთვის ემთხვევა მოცემული ატომის ან ჯგუფის ვალენტობას; გაზის იონებს შეიძლება ჰქონდეთ ელემენტარული მუხტების განსხვავებული რაოდენობა. საკმარისად ენერგეტიკული ზემოქმედების (მაღალი ტემპერატურა, მაღალი სიხშირის გამოსხივება, მაღალსიჩქარიანი ელექტრონები) გავლენის ქვეშ შეიძლება წარმოიქმნას დადებითი იონები სხვადასხვა რაოდენობის ელექტრონებით, შიშველ ბირთვებამდე. დადებითი იონები აღინიშნება + (პლუს) ნიშნით ან წერტილით (მაგალითად, Mg***, Al +++), უარყოფითი იონები - (მინუს) ნიშნით ან "(Cl - , Br") ნიშნით. ნიშნების რაოდენობა მიუთითებს ჭარბი ელემენტარული მუხტების რაოდენობაზე. ყველაზე ხშირად, იონები წარმოიქმნება სტაბილური გარე ელექტრონული გარსებით, რომლებიც შეესაბამება კეთილშობილური აირების გარსს. იონები, რომლებიდანაც აგებულია კრისტალები და მაღალი დიელექტრიკული მუდმივების მქონე ხსნარებში და გამხსნელებში ნაპოვნი იონები, უმეტესად ამ ტიპს მიეკუთვნება, მაგალითად, ტუტე და დედამიწის ტუტე ლითონები, ჰალოგენები და ა.შ. თუმცა არსებობს ე.წ. გარდამავალი იონები, რომლებშიც გარე გარსი შეიცავს 9-დან 17 ელექტრონს; ამ იონებს შეუძლიათ შედარებით მარტივად გარდაიქმნას სხვადასხვა ტიპის და მნიშვნელობის იონებად (მაგალითად, Fe - -, Cu და ა.შ.).
ქიმიური და ფიზიკური თვისებები
იონების ქიმიური და ფიზიკური თვისებები მკვეთრად განსხვავდება ნეიტრალური ატომების თვისებებისგან, მრავალი თვალსაზრისით წააგავს სხვა ელემენტების ატომების თვისებებს, რომლებსაც აქვთ ელექტრონების იგივე რაოდენობა და იგივე გარე ელექტრონული გარსი (მაგალითად, K" ჰგავს Ar, F. " - ნე). მარტივ იონებს, როგორც ტალღური მექანიკა აჩვენებს, აქვთ სფერული ფორმა. იონების ზომები ხასიათდება მათი რადიუსის სიდიდით, რომელიც შეიძლება განისაზღვროს ემპირიულად კრისტალების რენტგენის ანალიზით (Goldschmidt) ან თეორიულად გამოითვალოს ტალღური მექანიკის (Paulig) ან სტატისტიკის (Fermi) მიერ. ორივე მეთოდით მიღებული შედეგები საკმაოდ დამაკმაყოფილებელ თანხმობას იძლევა. კრისტალებისა და ხსნარების მთელი რიგი თვისებები განისაზღვრება იმ იონების რადიუსით, რომელთაგანაც ისინი შედგება; კრისტალებში ეს თვისებები არის კრისტალური გისოსის ენერგია და, დიდწილად, მისი ტიპი; ხსნარებში იონები პოლარიზდებიან და იზიდავენ გამხსნელების მოლეკულებს, ქმნიან ცვლადი შემადგენლობის გარსებს და იონებსა და გამხსნელების მოლეკულებს შორის კავშირის სიძლიერეს განსაზღვრავს თითქმის ექსკლუზიურად იონების რადიუსებით. რამდენად ძლიერია იონური ველის გავლენა გამხსნელის მოლეკულებზე ზოგადად, ნაჩვენებია ცვიკის გამოთვლებით, რომელმაც აღმოაჩინა, რომ წყლის მოლეკულები იონების მახლობლად იმყოფებიან დაახლოებით 50000 ატმოსფერო წნევის ქვეშ. გარე ელექტრონის გარსის სიძლიერე (დეფორმირებადობა) დამოკიდებულია გარე ელექტრონების შეერთების ხარისხზე და განსაზღვრავს ძირითადად იონების ოპტიკურ თვისებებს (ფერი, გარდატეხა). თუმცა, იონების ფერი ასევე დაკავშირებულია გამხსნელის მოლეკულებთან სხვადასხვა ნაერთების იონების წარმოქმნასთან. ეფექტების თეორიული გამოთვლები, რომლებიც დაკავშირებულია ელექტრონული გარსების დეფორმაციასთან, უფრო რთული და ნაკლებად ძლიერია, ვიდრე იონებს შორის ურთიერთქმედების ძალების გამოთვლა. ხსნარებში იონების წარმოქმნის მიზეზები ზუსტად არ არის ცნობილი; ყველაზე დამაჯერებელი მოსაზრებაა, რომ ხსნადი ნივთიერებების მოლეკულები იშლება იონებად გამხსნელის მოლეკულური ნულით; ჰეტეროპოლარული, ანუ იონებისგან აგებული კრისტალები, როგორც ჩანს, იონებს მაშინვე ხსნიან. გამხსნელის მოლეკულური ველის მნიშვნელობას ადასტურებს გამხსნელის დიელექტრიკულ მუდმივას შორის პარალელიზმი, რომელიც არის მისი მოლეკულური ველის ძაბვის მიახლოებითი ზომა და დისოციაციის ხარისხი (ნერნსტ-ტომსონის წესი, ექსპერიმენტულად დადასტურებული უოლდენი). თუმცა, იონიზაცია ასევე ხდება ნივთიერებებში დაბალი დიელექტრიკული მუდმივებით, მაგრამ აქ ელექტროლიტები, რომლებიც წარმოქმნიან რთულ იონებს, ძირითადად იხსნება. კომპლექსები ზოგჯერ წარმოიქმნება ხსნადი ნივთიერების იონებისგან, ზოგჯერ გამხსნელიც მონაწილეობს მათ წარმოქმნაში. დაბალი დიელექტრიკული მუდმივების მქონე ნივთიერებებს ასევე ახასიათებს რთული იონების წარმოქმნა არაელექტროლიტების დამატებისას, მაგალითად (C 2 H 5) 0Br 3 ქლოროფორმთან შერევისას იძლევა გამტარობას.
სისტემა. რთული იონების წარმოქმნის გარეგანი ნიშანია ე.წ. ანომალიური ელექტრული გამტარობა, რომელშიც დიაგრამა, რომელიც ასახავს მოლური ელექტროგამტარობის დამოკიდებულებას განზავებაზე, იძლევა მაქსიმუმს კონცენტრირებული ხსნარების რეგიონში და მინიმუმს შემდგომი განზავებით.
ნომენკლატურა ქიმიური ნომენკლატურის მიხედვით, ერთი ატომისგან შემდგარი კათიონის სახელი ემთხვევა ელემენტის სახელს, მაგალითად, Na + ეწოდება ნატრიუმის იონს, ზოგჯერ მუხტს ემატება ფრჩხილებში, მაგალითად, Fe 2-ის სახელი. + კატიონი არის რკინის (II) იონი. სახელი შედგება ანიონის ერთი ატომისგან და წარმოიქმნება ელემენტის ლათინური სახელისა და სუფიქსის ფესვიდან. -მე გავაკეთემაგალითად, F - ეწოდება ფტორის იონს.
იონები(ბერძნულიდან - ფეხით), ელექტროენერგიის მატარებელი მონოტომიური ან პოლიატომური ნაწილაკები. დატენვა, ე.ი. H + , Li + , Al 3+ , NH 4 + , F- , SO 4 2 - . დადებით იონებს უწოდებენ კათიონებს (ბერძნულიდან კატიონი, სიტყვასიტყვით ქვევით), უარყოფით იონებს უწოდებენ ანიონებს (ბერძნული ანიონიდან, სიტყვასიტყვით აწევენ). უფასოდ მდგომარეობა არსებობს გაზის ფაზაში (პლაზმაში). გაზის ფაზაში დადებითი იონების მიღება შესაძლებელია ერთი ან მეტის გამოყოფის შედეგად. ელექტრონები ნეიტრალური ნაწილაკებიდან გაზის ძლიერი გაცხელების დროს, ელექტროენერგიის მოქმედება. გამონადენი, მაიონებელი გამოსხივება და ა.შ. შეიწოვება ერთჯერადი დამუხტვის დადებითის წარმოქმნისას. იონის ენერგიას უწოდებენ პირველ იონიზაციის პოტენციალს (ან პირველ იონიზაციის ენერგიას ერთჯერადი დამუხტული იონიდან ორმაგად დამუხტული იონის მისაღებად, იხარჯება მეორე იონიზაციის ენერგია და ა.შ.); იონები წარმოიქმნება აირის ფაზაში, როდესაც ისინი ერთვის თავისუფალ ნაწილაკებს. ელექტრონებს და ნეიტრალურ ატომებს შეუძლიათ ერთ ელექტრონზე მეტი მიმაგრება; უარყოფენ. გამრავლებით დამუხტული მონოატომური იონები არ არსებობს ცალკეულ მდგომარეობაში. ელექტრონი ნეიტრალურ ნაწილაკზე მიმაგრებისას გამოთავისუფლებულ ენერგიას ეწოდება. ელექტრონის აფინურობა. აირის ფაზაში იონებს შეუძლიათ მიამაგრონ ნეიტრალური მოლეკულები და შექმნან იონ-მოლეკულური კომპლექსები. აგრეთვე იონები გაზებში. კონდენსატორში ფაზები, იონები იონურ კრისტალებშია. გისოსები და იონური დნება; ელექტროლიტების ხსნარებში არის სოლვატი. ელექტროლიტური მოქმედების შედეგად წარმოქმნილი იონები. გახსნილი ნივთიერების დისოციაცია. კონდენსატორში ფაზაში, იონები ინტენსიურად ურთიერთქმედებენ (შეკრული არიან) მათ გარშემო მყოფ ნაწილაკებთან - საპირისპირო ნიშნის იონები კრისტალებში და დნობებში, ნეიტრალურ მოლეკულებთან - ხსნარებში. ურთიერთქმედება ხდება კულონის, იონ-დიპოლური, დონორ-მიმღები მექანიზმების მეშვეობით. ხსნარებში იონების ირგვლივ წარმოიქმნება გამხსნელი მოლეკულები, რომლებიც დაკავშირებულია იონებთან (იხ. ჰიდრატაცია, ხსნარი). კრისტალებში იონების იდეა მოსახერხებელი იდეალიზაციაა. მოდელი, რადგან წმინდა იონური ბმა არასოდეს ხდება, მაგალითად, კრისტალურში. NaCl, Na და Cl ატომების ეფექტური მუხტები, შესაბამისად, თანაბარია. დაახლოებით +0.9 და -0.9. იონების თვისებები კონდენსატორში. ფაზა მნიშვნელოვნად განსხვავდება გაზის ფაზაში იგივე იონების მნიშვნელობებისგან. ხსნარებში არის უარყოფითი ორმაგად დამუხტული მონოატომური იონები. კონდენსატორში ფაზა ბევრი განსხვავებულია. პოლიატომური იონები - ჟანგბადის შემცველი ანიონები, მაგალითად. NO 3- , SO 4 2 - , რთული იონები, მაგ. 3+, 2 - , კასეტური იონები 2+ და ა.შ. (იხ. მტევანი), პოლიელექტროლიტების იონები და ა.შ. ხსნარში იონებს შეუძლიათ შექმნან იონური წყვილი. თერმოდინამიკური მახასიათებლები - D H 0 arr., S 0, D ცალკეული იონების G 0 arr ზუსტად არის ცნობილი მხოლოდ გაზის ფაზაში მყოფი იონებისთვის. ექსპერიმენტების დროს ხსნარებში იონებზე. განმარტება ყოველთვის იღებს თერმოდინამიკური მნიშვნელობების ჯამს. მახასიათებლები კატიონისა და ანიონისთვის. თეორიულად შესაძლებელია. თერმოდინამიკური გაანგარიშება ცალკეული იონების მნიშვნელობები, მაგრამ მისი სიზუსტე მაინც ნაკლებია ექსპერიმენტულ სიზუსტეზე. მთლიანი მნიშვნელობების განსაზღვრა, შესაბამისად პრაქტიკული მიზნებისთვის. მიზნები იყენებენ ჩვეულებრივ თერმოდინამიკურ სასწორებს. ხსნარში ცალკეული იონების მახასიათებლები და თერმოდინამიკური მნიშვნელობები ჩვეულებრივ აღებულია. მახასიათებლები H + ნულის ტოლია. ძირითადი კონდენსატორში იონების სტრუქტურული მახასიათებლები. ფაზა - რადიუსი და კოორდინაცია. ნომერი. ბევრი განსხვავებული რამ იყო შემოთავაზებული. მონაატომური იონების რადიუსების მასშტაბები. Ე. წ ფიზიკური იონური რადიუსი ნაპოვნი კ.შენონის მიერ (1969) ექსპერიმენტებიდან. მონაცემები კრისტალებში ელექტრონის სიმკვრივის მინიმალური წერტილების შესახებ. კოორდი. ბაზაში მონოატომური იონების რაოდენობა. იტყუება 4-8 დიაპაზონში.და ისინი მონაწილეობენ სხვადასხვა რაიონში. ისინი ხშირად არიან კატალიზატორები, შუალედური. ნაწილაკები ქიმიაში p-tions, მაგალითად, ჰეტეროლიზური რეაქციების დროს. ელექტროლიტების ხსნარებში გაცვლითი იონური რეაქციები ჩვეულებრივ ხდება თითქმის მყისიერად. ელექტროში ველის იონები ელექტროენერგიას ატარებენ: კათიონები - უარყოფითამდე. ელექტროდი (კათოდი), ანიონები - პოზიტივისკენ (ანოდი); ამავდროულად, ხდება ნივთიერებების გადაცემა, რაც მნიშვნელოვან როლს ასრულებსიონების იონები
(ბერძნულიდან iōn - სიარული), დამუხტული ნაწილაკები, რომლებიც წარმოიქმნება ატომიდან (მოლეკულიდან) ერთი ან მეტი ელექტრონის დაკარგვის ან მოპოვების შედეგად. ხსნარებში დადებითად დამუხტულ იონებს კათიონებს უწოდებენ, უარყოფითად დამუხტულ იონებს ანიონებს. ტერმინი შემოგვთავაზა მ.ფარადეიმ 1834 წელს.
იონებიიონები (ბერძნულიდან იონი - მიმავალი), ელექტრული დამუხტული ნაწილაკები, რომლებიც წარმოიქმნება ერთი ან მეტი ელექტრონის დაკარგვის ან მოპოვების შედეგად. (სმ.ელექტრონი (ნაწილაკი))(ან სხვა დამუხტული ნაწილაკები) ატომს, მოლეკულას, რადიკალს ან სხვა იონს. დადებითად დამუხტულ იონებს კათიონებს უწოდებენ (სმ. CATION), უარყოფითად დამუხტული იონები - ანიონები (სმ.ანიონი). ტერმინი შემოგვთავაზა მ.ფარადეიმ (სმ.ფარადეი მაიკლ) 1834 წელს
იონები აღინიშნება ქიმიური სიმბოლოთი, სუფიქსით, რომელიც მდებარეობს ზედა მარჯვნივ. ინდექსი მიუთითებს მუხტის ნიშანს და სიდიდეს, ანუ იონის სიმრავლეს, ელექტრონის მუხტის ერთეულებში. როდესაც ატომი კარგავს ან იძენს 1, 2, 3... ელექტრონს, წარმოიქმნება, შესაბამისად, ერთჯერადი, ორმაგი და სამმაგი დამუხტული იონები (იხ. იონიზაცია (სმ.იონიზაცია)), მაგალითად Na +, Ca 2+, Al 3+, Cl -, SO 4 2-.
ატომური იონები ასევე აღინიშნება ელემენტის ქიმიური სიმბოლოთი რომაული ციფრებით, რომელიც მიუთითებს იონის სიმრავლეს, ამ შემთხვევაში რომაული ციფრები არის სპექტროსკოპული სიმბოლოები და მათი მნიშვნელობა აღემატება მუხტის ღირებულებას ერთეულზე, ანუ NI ნიშნავს ნეიტრალურ N ატომს. , იონის აღნიშვნა NII ნიშნავს ერთჯერად დამუხტულ N იონს + , NIII ნიშნავს N 2+ .
სხვადასხვა ქიმიური ელემენტების იონების თანმიმდევრობა, რომლებიც შეიცავს ელექტრონების ერთსა და იმავე რაოდენობას, ქმნის იზოელექტრონულ სერიას.
იონები შეიძლება იყოს ნივთიერებების მოლეკულების ნაწილი, რომლებიც ქმნიან მოლეკულებს იონური ბმების გამო (სმ. IONIC BOND). დამოუკიდებელი ნაწილაკების სახით, შეუკავშირებელ მდგომარეობაში, იონები გვხვდება მატერიის ყველა აგრეგატულ მდგომარეობაში - აირებში (კერძოდ, ატმოსფეროში), სითხეებში (დნობაში და ხსნარებში), კრისტალებში. სითხეებში, გამხსნელისა და გამხსნელის ბუნებიდან გამომდინარე, იონები შეიძლება არსებობდეს განუსაზღვრელი ვადით, მაგალითად, Na + იონი ნატრიუმის ქლორიდის NaCl წყალხსნარში. მყარ მდგომარეობაში მარილები ჩვეულებრივ ქმნიან იონურ კრისტალებს (სმ.იონური კრისტალები). ლითონების კრისტალური ბადე შედგება დადებითად დამუხტული იონებისგან, რომელთა შიგნით არის "ელექტრონული გაზი". ატომური იონების ურთიერთქმედების ენერგია შეიძლება გამოითვალოს სხვადასხვა სავარაუდო მეთოდების გამოყენებით, რომლებიც ითვალისწინებენ ატომთაშორის ურთიერთქმედებას (სმ.ატომთაშორისი ურთიერთქმედება).
იონების წარმოქმნა ხდება იონიზაციის პროცესში. ნეიტრალური ატომიდან ან მოლეკულიდან ელექტრონის მოსაშორებლად საჭიროა გარკვეული ენერგიის დახარჯვა, რასაც იონიზაციის ენერგია ეწოდება. იონიზაციის ენერგიას, რომელიც იყოფა ელექტრონის მუხტზე, ეწოდება იონიზაციის პოტენციალი. ელექტრონის მიდრეკილება არის იონიზაციის ენერგიის საპირისპირო მახასიათებელი და გვიჩვენებს დამატებითი ელექტრონის შებოჭვის ენერგიის სიდიდეს უარყოფით იონში.
ნეიტრალური ატომები და მოლეკულები იონიზებულია ოპტიკური გამოსხივების კვანტების, რენტგენისა და გ-გამოსხივების, ელექტრული ველის გავლენის ქვეშ სხვა ატომებთან, ნაწილაკებთან და ა.შ.
აირებში იონები წარმოიქმნება ძირითადად მაღალენერგეტიკული ნაწილაკების ზემოქმედებით ან ფოტოიონიზაციის დროს ულტრაიისფერი, რენტგენის და გ-სხივების გავლენის ქვეშ (იხ. მაიონებელი გამოსხივება (სმ.მაიონებელი გამოსხივება)). ამ გზით წარმოქმნილი იონები ნორმალურ პირობებში ხანმოკლეა. მაღალ ტემპერატურაზე ატომებისა და იონების იონიზაცია (თერმული იონიზაცია, ანუ თერმული დისოციაცია ელექტრონების გამოყოფით) ასევე შეიძლება მოხდეს წონასწორობის პროცესის სახით. (სმ.წონასწორობის პროცესი), რომელშიც იონიზაციის ხარისხი იზრდება ტემპერატურის მატებასთან და წნევის კლებასთან ერთად. გაზი გადადის პლაზმურ მდგომარეობაში (სმ.პლაზმა).
აირებში იონები დიდ როლს თამაშობენ მრავალ მოვლენაში. ბუნებრივ პირობებში ჰაერში იონები წარმოიქმნება კოსმოსური სხივების, მზის რადიაციის ან ელექტრული გამონადენის (ელვის) გავლენით. იონების არსებობა, მათი ტიპი და კონცენტრაცია გავლენას ახდენს ჰაერის მრავალ ფიზიკურ თვისებებზე და მის ფიზიოლოგიურ აქტივობაზე.
ენციკლოპედიური ლექსიკონი. 2009 .
ნახეთ, რა არის „იონები“ სხვა ლექსიკონებში:
იონები- (ბერძნულიდან ion walking, მოხეტიალე), ატომები ან ქიმიური. რადიკალები, რომლებიც ატარებენ ელექტრო მუხტს. ამბავი. როგორც ფარადეიმ პირველად დაადგინა, ხსნარებში ელექტრული დენის გამტარობა დაკავშირებულია მატერიალური ნაწილაკების მოძრაობასთან, რომლებიც ატარებენ... ... დიდი სამედიცინო ენციკლოპედია
იონები, ელექტრულად დამუხტული ნაწილაკები, რომლებიც წარმოიქმნება ატომისგან (მოლეკულისგან) ერთი ან მეტი ელექტრონის დაკარგვის ან მომატების შედეგად. დადებითად დამუხტულ იონებს კათიონებს უწოდებენ, უარყოფითად დამუხტულ იონებს ანიონებს... თანამედროვე ენციკლოპედია
იონები- – ელექტრულად დამუხტული ატომები ან მოლეკულები. ზოგადი ქიმია: სახელმძღვანელო / A. V. Zholnin იონები არის ელექტრული დამუხტული ნაწილაკები, რომლებიც წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც ატომები, მოლეკულები და რადიკალები კარგავენ ან იღებენ ელექტრონებს. ანალიზური ქიმიის ლექსიკონი... ... ქიმიური ტერმინები
ნებისმიერი სხეულის დაშლის პროდუქტები ელექტროლიზის გზით. რუსულ ენაში შეტანილი უცხო სიტყვების ლექსიკონი. ჩუდინოვი A.N., 1910 ... რუსული ენის უცხო სიტყვების ლექსიკონი
იონი (ბერძნ. ιόν „მიდის“) არის ელექტრულად დამუხტული ნაწილაკი (ატომი, მოლეკულა), რომელიც ჩვეულებრივ წარმოიქმნება ატომების ან მოლეკულების მიერ ერთი ან მეტი ელექტრონის დაკარგვის ან მოპოვების შედეგად. იონის მუხტი არის ელექტრონის მუხტის ჯერადი. კონცეფცია და... ... ვიკიპედია
იონები- (ბერძნული ion going-დან) ელექტრული დამუხტული ნაწილაკები, რომლებიც წარმოიქმნება ატომების ან ატომების ჯგუფების (მოლეკულების, რადიკალების და ა.შ.) მიერ ელექტრონების (ან სხვა დამუხტული ნაწილაკების) დაკარგვით ან მოპოვებით. კონცეფცია და ტერმინი იონები შემოიღეს 1834 წელს... ... მეტალურგიის ენციკლოპედიური ლექსიკონი
- (ბერძნულიდან აპირებს), ელექტროენერგიის მატარებელი მონოტომიური ან პოლიატომური ნაწილაკები. დატენვა, ე.ი. H +, Li+, Al3+, NH4+, F, SO42. დადებით I.-ს უწოდებენ კატიონებს (ბერძნულიდან კატიონი, სიტყვასიტყვით ქვევით), უარყოფით ანიონს და m (ბერძნული ანიონიდან, ... ... ქიმიური ენციკლოპედია
- (ბერძნულიდან ión going) ელექტრონულად დამუხტული ნაწილაკები, რომლებიც წარმოიქმნება ატომების ან ატომების ჯგუფების მიერ ელექტრონების (ან სხვა დამუხტული ნაწილაკების) დაკარგვით ან მოპოვებით. ატომების ასეთი ჯგუფები შეიძლება იყოს მოლეკულები, რადიკალები ან სხვა... დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია
იონები- ფიზიკური ნაწილაკები, რომლებსაც აქვთ დადებითი ან უარყოფითი მუხტი. დადებითად დამუხტული იონები ატარებენ ნაკლებ ელექტრონებს, ვიდრე მოსალოდნელი იყო, ხოლო უარყოფითი იონები მეტს... უნივერსალური დამატებითი პრაქტიკული განმარტებითი ლექსიკონი ი. მოსტიცკის მიერ
- (ფიზიკური) ცნობილი ფარადეის მიერ ელექტროენერგიის დოქტრინაში შემოტანილი ტერმინოლოგიის მიხედვით, სხეულს, რომელიც განიცდის დაშლას მასზე გალვანური დენის მოქმედებით, ეწოდება ელექტროლიტი, ამ გზით დაშლა არის ელექტროლიზი, ხოლო დაშლის პროდუქტები. არის იონები....... ენციკლოპედიური ლექსიკონი F.A. ბროკჰაუსი და ი.ა. ეფრონი
ტერმინი "იონი" პირველად გამოიგონა 1834 წელს მაიკლ ფარადეის მიერ. მარილების, ტუტეებისა და მჟავების ხსნარებზე ელექტრული დენის ზემოქმედების შესწავლის შემდეგ მივიდა დასკვნამდე, რომ ისინი შეიცავდნენ გარკვეული მუხტის მქონე ნაწილაკებს. ფარადეიმ უწოდა კათიონები, რომლებიც ელექტრულ ველში მოძრაობდნენ კათოდისკენ, რომელსაც აქვს უარყოფითი მუხტი. ანიონები არის უარყოფითად დამუხტული არაელემენტარული იონური ნაწილაკები, რომლებიც ელექტრულ ველში მოძრაობენ პლიუს - ანოდისკენ.
ეს ტერმინოლოგია დღესაც გამოიყენება და ნაწილაკები შემდგომშია შესწავლილი, რაც საშუალებას გვაძლევს განვიხილოთ ქიმიური რეაქცია ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედების შედეგად. ბევრი რეაქცია მიმდინარეობს ამ პრინციპის მიხედვით, რამაც შესაძლებელი გახადა მათი პროგრესის გაგება და კატალიზატორებისა და ინჰიბიტორების შერჩევა მათი პროგრესის დასაჩქარებლად და სინთეზის დათრგუნვის მიზნით. ასევე ცნობილი გახდა, რომ ბევრი ნივთიერება, განსაკუთრებით ხსნარებში, ყოველთვის იონების სახითაა.
იონების ნომენკლატურა და კლასიფიკაცია
იონები არის დამუხტული ატომები ან ატომების ჯგუფი, რომლებმაც დაკარგეს ან მოიპოვეს ელექტრონები ქიმიური რეაქციის დროს. ისინი ქმნიან ატომის გარე შრეებს და შეიძლება დაიკარგონ ბირთვის დაბალი გრავიტაციული მიზიდულობის გამო. მაშინ ელექტრონების გამოყოფის შედეგი არის დადებითი იონი. ასევე, თუ ატომს აქვს ძლიერი ბირთვული მუხტი და ვიწრო ელექტრონული გარსი, ბირთვი არის დამატებითი ელექტრონების მიმღები. შედეგად წარმოიქმნება უარყოფითი იონის ნაწილაკი.
თავად იონები არ არიან მხოლოდ ატომები ჭარბი ან არასაკმარისი ელექტრონული გარსით. ეს ასევე შეიძლება იყოს ატომების ჯგუფი. ბუნებაში ყველაზე ხშირად არის ჯგუფური იონები, რომლებიც გვხვდება ხსნარებში, ორგანიზმების ბიოლოგიურ სითხეებში და ზღვის წყალში. არსებობს იონების მრავალი სახეობა, რომელთა სახელები საკმაოდ ტრადიციულია. კათიონები დადებითად დამუხტული იონური ნაწილაკებია, ხოლო უარყოფითად დამუხტული იონები ანიონებია. მათ სხვაგვარად უწოდებენ მათი შემადგენლობის მიხედვით. მაგალითად, ნატრიუმის კატიონი, ცეზიუმის კატიონი და სხვა. ანიონებს განსხვავებული სახელი აქვთ, რადგან ისინი ყველაზე ხშირად შედგება მრავალი ატომისგან: სულფატური ანიონი, ორთოფოსფატური ანიონი და სხვა.
იონის წარმოქმნის მექანიზმი
ნაერთების ქიმიური ელემენტები იშვიათად ელექტრულად ნეიტრალურია. ანუ ისინი თითქმის არასოდეს არიან ატომების მდგომარეობაში. კოვალენტური ბმის წარმოქმნისას, რომელიც ითვლება ყველაზე გავრცელებულად, ატომებს ასევე აქვთ გარკვეული მუხტი და ელექტრონის სიმკვრივე იცვლება მოლეკულაში არსებული ობლიგაციების გასწვრივ. თუმცა, იონის მუხტი აქ არ წარმოიქმნება, რადგან კოვალენტური ბმის ენერგია იონიზაციის ენერგიაზე ნაკლებია. ამიტომ, მიუხედავად განსხვავებული ელექტრონეგატიურობისა, ზოგიერთ ატომს არ შეუძლია მთლიანად მიიზიდოს სხვების გარე შრის ელექტრონები.
იონურ რეაქციებში, სადაც ატომებს შორის ელექტრონეგატიურობის სხვაობა საკმარისად დიდია, ერთ ატომს შეუძლია აიღოს ელექტრონები გარე ფენიდან მეორე ატომიდან. შემდეგ შექმნილი კავშირი ხდება ძლიერ პოლარიზებული და იშლება. ამაზე დახარჯულ ენერგიას, რომელიც ქმნის იონზე მუხტს, იონიზაციის ენერგია ეწოდება. ის განსხვავებულია თითოეული ატომისთვის და მითითებულია სტანდარტულ ცხრილებში.
იონიზაცია შესაძლებელია მხოლოდ მაშინ, როდესაც ატომს ან ატომთა ჯგუფს შეუძლია ელექტრონების შემოწირულობა ან მათი მიღება. ეს ყველაზე ხშირად შეინიშნება ხსნარში და მარილის კრისტალებში. ბროლის ბადე ასევე შეიცავს თითქმის უძრავ დამუხტულ ნაწილაკებს, მოკლებული კინეტიკური ენერგიისგან. და რადგან კრისტალში გადაადგილების შესაძლებლობა არ არსებობს, იონების რეაქციები ყველაზე ხშირად ხდება ხსნარებში.
იონები ფიზიკასა და ქიმიაში
ფიზიკოსები და ქიმიკოსები აქტიურად სწავლობენ იონებს რამდენიმე მიზეზის გამო. პირველ რიგში, ეს ნაწილაკები იმყოფება მატერიის ყველა ცნობილ მდგომარეობაში. მეორეც, ატომიდან ელექტრონის მოცილების ენერგია შეიძლება გაიზომოს პრაქტიკულ საქმიანობაში გამოსაყენებლად. მესამე, იონები განსხვავებულად იქცევიან კრისტალებსა და ხსნარებში. და მეოთხე, იონები იძლევა ელექტრული დენის გამტარობის საშუალებას, ხოლო ხსნარების ფიზიკოქიმიური თვისებები იცვლება იონების კონცენტრაციის მიხედვით.
იონური რეაქციები ხსნარში
თავად ხსნარები და კრისტალები უფრო დეტალურად უნდა იქნას განხილული. მარილის კრისტალებში ცალკე განლაგებულია დადებითი იონები, მაგალითად, ნატრიუმის კათიონები და უარყოფითი იონები, ქლორის ანიონები. ბროლის სტრუქტურა გასაოცარია: ელექტროსტატიკური მიზიდულობისა და მოგერიების ძალების გამო, იონები ორიენტირებულია სპეციალურად. ნატრიუმის ქლორიდის შემთხვევაში, ისინი ქმნიან იმას, რასაც ბრილიანტის ბროლის ბადე ეწოდება. აქ თითოეულ ნატრიუმის კატიონს აკრავს 6 ქლორიდის ანიონი. თავის მხრივ, თითოეული ქლორიდის ანიონი გარშემორტყმულია 6 ქლორის ანიონით. ამის გამო უბრალო სუფრის მარილი იხსნება როგორც ცივ, ისე ცხელ წყალში თითქმის ერთნაირი სიჩქარით.
ასევე არ არის ნატრიუმის ქლორიდის ერთი მოლეკულა ხსნარში. აქ თითოეული იონი გარშემორტყმულია წყლის დიპოლებით და ქაოტურად მოძრაობს მის სისქეში. მუხტებისა და ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედების არსებობა იწვევს იმ ფაქტს, რომ წყლის მარილიანი ხსნარები იყინება ნულის ქვემოთ ტემპერატურაზე და ადუღდება 100 გრადუსზე ზემოთ ტემპერატურაზე. უფრო მეტიც, თუ ხსნარში არის სხვა ნივთიერებები, რომლებსაც შეუძლიათ შევიდნენ ქიმიურ კავშირში, მაშინ რეაქცია ხდება არა მოლეკულების, არამედ იონების მონაწილეობით. ამან შექმნა დოქტრინა ქიმიური რეაქციების ეტაპების შესახებ.
ის პროდუქტები, რომლებიც მიიღება ბოლოს, არ წარმოიქმნება დაუყოვნებლივ ურთიერთქმედების დროს, მაგრამ თანდათანობით სინთეზირდება შუალედური პროდუქტებისგან. იონების შესწავლამ შესაძლებელი გახადა იმის გაგება, რომ რეაქცია მიმდინარეობს ზუსტად ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედების პრინციპების მიხედვით. მათი შედეგია იონების სინთეზი, რომლებიც ელექტროსტატიკურად ურთიერთქმედებენ სხვა იონებთან და ქმნიან საბოლოო წონასწორობის რეაქციის პროდუქტს.
Შემაჯამებელი
ნაწილაკი, როგორიცაა იონი, არის ელექტრულად დამუხტული ატომი ან ატომების ჯგუფი, რომელიც წარმოიქმნება ელექტრონების დაკარგვით ან მოპოვებით. უმარტივესი იონი წყალბადია: თუ ის კარგავს ერთ ელექტრონს, ეს არის მხოლოდ ბირთვი +1 მუხტით. ის იწვევს მჟავე გარემოს ხსნარებსა და გარემოში, რაც მნიშვნელოვანია ბიოლოგიური სისტემებისა და ორგანიზმების ფუნქციონირებისთვის.
იონებს შეიძლება ჰქონდეთ როგორც დადებითი, ასევე უარყოფითი მუხტი. ამის გამო, ხსნარებში, თითოეული ნაწილაკი შედის ელექტროსტატიკურ ურთიერთქმედებაში წყლის დიპოლებთან, რაც ასევე ქმნის პირობებს სიცოცხლისა და უჯრედების მიერ სიგნალის გადაცემისთვის. უფრო მეტიც, იონური ტექნოლოგია შემდგომში ვითარდება. მაგალითად, შეიქმნა იონური ძრავები, რომლებმაც უკვე აღჭურვეს NASA-ს 7 კოსმოსური მისია.
Და ისარის ელექტრული დამუხტული ნაწილაკი. ამ შემთხვევაში, იონს შეიძლება ჰქონდეს დადებითი ან უარყოფითი ელექტრული მუხტი. პირველ შემთხვევაში მას კატიონს უწოდებენ, ხოლო მეორეში - ანიონს.
იონი შეიძლება იყოს ატომი, მოლეკულა ან თავისუფალი რადიკალი, რა თქმა უნდა, იმ პირობით, რომ მათ აქვთ რაიმე მუხტი. სხვათა შორის, იონის მუხტი არ შეიძლება იყოს უსასრულოდ მცირე და ნაწილაკი, რომლითაც იგი წარმოდგენილია, არ შეიძლება იყოს ელემენტარული.
იონები ასევე ქიმიურად აქტიური ნაწილაკებია, ამიტომ მათ შეუძლიათ რეაგირება მოახდინონ როგორც სხვა ნაწილაკებთან (დაუხტვილი) ასევე ერთმანეთთან.
იონები, როგორც დამოუკიდებელი ნაწილაკები, თითქმის ყველგან გვხვდება. ისინი არსებობენ ატმოსფეროში, სხვადასხვა სითხეებში, მყარ სხეულებში და ვარსკვლავთშორის სივრცეშიც კი, სადაც, პრინციპში, ძალიან ცოტა ჰაერია ან რაიმე ნივთიერება.
ამბავი
"იონის" კონცეფცია პირველად შემოიღო ცნობილმა მეცნიერმა მაიკლ ფარადეიმ 1834 წელს. სხვადასხვა მედიაში ელექტროენერგიის განაწილების შესწავლისას მან გამოთქვა მოსაზრება, რომ ზოგიერთი მათგანის ელექტრული გამტარობა შეიძლება გამოწვეული იყოს გარკვეული ელექტრულად დამუხტული ნაწილაკების არსებობით ამ მედიასა და ნივთიერებებში. ამიტომ მან მათ იონები უწოდა. მეცნიერმა ასევე გააცნო კათიონებისა და ანიონების ცნებები. ვინაიდან დადებითი იონები მოძრაობენ უარყოფითად დამუხტული ელექტროდისკენ, კათოდისკენ, მან მათ კათიონები უწოდა. უარყოფითი იონები მოძრაობენ პირიქით - ანოდისკენ, რაც იმას ნიშნავს, რომ მათ უნდა ეწოდოს ანიონები.
