Azərbaycanca AzərbaycancaDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisItaliana ItalianaҚазақ ҚазақLietuvos LietuvosРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人
Поддерживать
www.wikidata.ru-ru.nina.az

У этого термина существуют и другие значения см Ион значения Ио н от др греч ἰόν идущее атом или соединение нескольких а

Ион

У этого термина существуют и другие значения, см. Ион (значения).

Ио́н (от др.-греч. ἰόν «идущее») — атом или соединение нескольких атомов, которое имеет положительный или отрицательный заряд.

В виде самостоятельных частиц ионы встречаются во всех агрегатных состояниях вещества: в газах (в частности, в атмосфере), в жидкостях (в расплавах и растворах), в кристаллах и в плазме (в частности, в межзвёздном пространстве).

Атом может состоять из протонов, нейтронов и электронов. Положительно (+) заряженной частица (атом, молекула) называется тогда, когда количество протонов (p+) в атоме превышает количество в его составе электронов (e−): + > −. Такая частица называется катионом. Отрицательно (−) заряженной частица (атом, молекула) называется тогда, когда количество электронов (e−) в атоме превышает количество в его составе протонов (p+): + < −. Такая частица называется анионом. Для сложных молекул, например аминокислот или белков, возможно присутствие большого числа ионных групп, часто пространственно-разделённых. В случае, когда количество протонов и электронов равно друг другу, частицу принято считать нейтральной. Противоположные электрические заряды притягиваются друг к другу электростатической силой, поэтому катионы и анионы притягиваются друг к другу и легко образуют химические соединения с .

image
Распространение ионизованного водорода в межзвёздной среде в различных частях нашей Галактики. Изображение в диапазоне (H-альфа).

Описание

Понятие и термин «ион» (по предложению английского историка науки (Уильяма Уэвелла)) ввёл в 1834 году Майкл Фарадей, который, изучая действие электрического тока на водные растворы кислот, щелочей и солей, предположил, что электропроводность таких растворов обусловлена движением ионов.

Положительно заряженные ионы, движущиеся в растворе к отрицательному электроду (катоду), Фарадей назвал катионами, а отрицательно заряженные, движущиеся к положительному электроду ((аноду)) — анионами.

(Сванте Аррениус) выдвинул в своей диссертации 1884 года объяснение того факта, что твёрдые кристаллические соли при растворении диссоциируют на парные заряженные частицы, за что он получил Нобелевскую премию по химии 1903 года. Объяснение Аррениуса заключалось в том, что при образовании раствора соль диссоциирует на ионы Фарадея, он предположил, что ионы образуются даже в отсутствие электрического тока.

Являясь химически активными частицами, ионы вступают в реакции с атомами, молекулами и между собой. В растворах электролитов ионы образуются в результате электролитической диссоциации и обуславливают многие их свойства.

Согласно (химической номенклатуре), название катиона, состоящего из одного атома, совпадает с названием химического элемента, например, Na+ называется ионом натрия. После названий элементов с переменной степенью окисления её указывают в скобках римской цифрой, например название катиона Fe2+ — ион железа(II). Название аниона, состоящего из одного атома, образуется из корня латинского названия элемента и суффикса «-ид», например, F− называется фторид-ионом.

Классификация ионов

Ионы подразделяют на две большие группы — простые и сложные.

Простые ([англ.]) ионы содержат одно(не более) атомное ядро.

Сложные ([англ.]) ионы содержат не менее двух атомных ядер.

Отдельно выделяют ион-радикалы — заряженные свободные радикалы. Ион-радикалы в свою очередь подразделяют на катион-радикалы и анион-радикалы.

Катион-радикалы — положительно заряженные частицы с одним неспаренным протоном.

Анион-радикалы — отрицательно заряженные частицы с одним неспаренным электроном.

Строение простых ионов

Простые ионы состоят из одного атомного ядра и электронов. Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов, неся практически всю (более 99,9 %) массу иона и создаёт электрическое поле, которое удерживает электроны. Заряд атомного ядра определяется числом протонов и совпадает с порядковым номером элемента в периодической таблице Д. И. Менделеева.

Электроны заполняют электронные слои вокруг атомного ядра. Электроны с одинаковым значением главного квантового числа n образуют квантовый слой близких по размерам электронных облаков. Слои с n = 1, 2, 3, 4… обозначаются соответственно буквами K, L, M, N… По мере удаления от атомного ядра ёмкость слоёв увеличивается и в зависимости от значения n составляет 2 (слой K), 8 (слой L), 16 (слой M), 32 (слой N)… электронов.

Исключением из общего правила является положительный ион водорода, который не содержит электронов и является элементарной частицей — протоном. В то же время (отрицательный ион водорода) содержит два электрона. Фактически гидрид-ион является системой из одного протона и двух электронов и изоэлектронен положительному иону лития, имеющему в электронной оболочке также два электрона.

Вследствие волнового характера движения электрона ион не имеет строго определённых границ. Поэтому точно определить размеры ионов невозможно. Кажущийся радиус иона зависит от того, какое физическое свойство рассматривается, и будет различным для разных свойств. Обычно используют такие (ионные радиусы), чтобы сумма двух радиусов равнялась равновесному расстоянию между соседними ионами в кристалле. Такая полуэмпирическая таблица ионных радиусов была составлена (Л. Полингом).

Позднее была составлена новая система ионных радиусов на основе кристаллохимических исследований (Г. Б. Бокия) структур простейших двойных соединений.

Ионизация

Основная статья: Ионизация

Атомы и молекулы могут превращаться в положительно заряженные ионы в результате потери одного или нескольких электронов. Отрыв электрона от атома или молекулы требует затраты энергии, называемой энергией ионизации.

Положительно заряженные ионы также образуются при присоединении протона (положительно заряженного ядра атома водорода). Примером является (молекулярный ион водорода), , (ониевые соединения).

Отрицательно заряженные ионы образуются в результате присоединения электрона к атому или молекуле. Присоединение электрона сопровождается выделением энергии.

Положительный ион водорода (H+ или протон, p) получается при ионизации (атома водорода). Энергия ионизации при этом составляет 13,595 (эВ).

Для атома гелия энергия ионизации составляет 24,581 эВ и 54,403 эВ и соответствует отрыву первого и второго электронов. Получаемый ион гелия (He2+) в физике называется альфа-частицей. Выброс альфа-частиц наблюдается при радиоактивном распаде некоторых атомных ядер, например image.

Энергия отрыва первого электрона атома имеет явно выраженный периодический характер зависимости от порядкового номера элемента.

В связи с низкими значениями энергии ионизации щелочных металлов, их атомы легко теряют свои внешние электроны под действием света. Отрыв электрона производится в данном случае за счёт энергии поглощаемых металлом квантов света.

Примечания

  1. Definition of CATION (англ.). www.merriam-webster.com. Дата обращения: 6 октября 2021. 6 октября 2021 года.
  2. Definition of ANION (англ.). www.merriam-webster.com. Дата обращения: 6 октября 2021. 6 октября 2021 года.
  3. The Correspondence of Michael Faraday, Vol. 2: 1832-1840 / Frank A. J. L. James. — 1991. — P. 183. — . . Дата обращения: 22 марта 2022. Архивировано 14 апреля 2021 года.
  4. Michael Faraday (1791-1867). UK: BBC. 25 августа 2016. Дата обращения: 22 марта 2022. . Дата обращения: 22 марта 2022. Архивировано 25 августа 2016 года.
  5. Online etymology dictionary. Дата обращения: 7 января 2011. 14 мая 2011 года.
  6. The Nobel Prize in Chemistry 1903. nobelprize.org. Дата обращения: 22 марта 2022. 8 июля 2018 года.
  7. The New Columbia Encyclopedia. — 4th. — New York City : (Columbia University), 1976. — P. 155. — .
  8. Goetz, Philip W. The New Encyclopædia Britannica. — 15. — Chicago : , 1992. — Vol. 1. — P. 587. — .
  9. Dictionary of Scientific Biography. — 1. — New York City : Charles Scribner's Sons, 1970. — P. 296–302. — .
  10. Номенклатура химическая // (Энциклопедический словарь) юного химика. 2-е изд. / Сост. В. А. Крицман, В. В. Станцо. — М.: Педагогика, 1990. — С. 161—164. — .
  11. Химический энциклопедический словарь. — Москва: Советская энциклопедия, 1983. — 792 с.
  12. Паулинг Л. Природа химической связи. — Москва, Ленинград: Госхимиздат, 1947. — 440 с.
  13. Г.Б. Бокий. Кристаллохимия. — Москва: МГУ, 1960.

Литература

  • Котельников И. А. Лекции по физике плазмы. Том 1: Основы физики плазмы. — 3-е изд. — СПб.: , 2021. — 400 с. — .
  • Котельников И. А. Лекции по физике плазмы. Том 1: Основы физики плазмы. — 3-е изд. — СПб.: , 2021. — 400 с. — .

Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер

Дата публикации:
U etogo termina sushestvuyut i drugie znacheniya sm Ion znacheniya Io n ot dr grech ἰon idushee atom ili soedinenie neskolkih atomov kotoroe imeet polozhitelnyj ili otricatelnyj zaryad V vide samostoyatelnyh chastic iony vstrechayutsya vo vseh agregatnyh sostoyaniyah veshestva v gazah v chastnosti v atmosfere v zhidkostyah v rasplavah i rastvorah v kristallah i v plazme v chastnosti v mezhzvyozdnom prostranstve Atom mozhet sostoyat iz protonov nejtronov i elektronov Polozhitelno zaryazhennoj chastica atom molekula nazyvaetsya togda kogda kolichestvo protonov p v atome prevyshaet kolichestvo v ego sostave elektronov e gt Takaya chastica nazyvaetsya kationom Otricatelno zaryazhennoj chastica atom molekula nazyvaetsya togda kogda kolichestvo elektronov e v atome prevyshaet kolichestvo v ego sostave protonov p lt Takaya chastica nazyvaetsya anionom Dlya slozhnyh molekul naprimer aminokislot ili belkov vozmozhno prisutstvie bolshogo chisla ionnyh grupp chasto prostranstvenno razdelyonnyh V sluchae kogda kolichestvo protonov i elektronov ravno drug drugu chasticu prinyato schitat nejtralnoj Protivopolozhnye elektricheskie zaryady prityagivayutsya drug k drugu elektrostaticheskoj siloj poetomu kationy i aniony prityagivayutsya drug k drugu i legko obrazuyut himicheskie soedineniya s ionnoj svyazyu Rasprostranenie ionizovannogo vodoroda v mezhzvyozdnoj srede v razlichnyh chastyah nashej Galaktiki Izobrazhenie v diapazone H alfa OpisaniePonyatie i termin ion po predlozheniyu anglijskogo istorika nauki Uilyama Uevella vvyol v 1834 godu Majkl Faradej kotoryj izuchaya dejstvie elektricheskogo toka na vodnye rastvory kislot shelochej i solej predpolozhil chto elektroprovodnost takih rastvorov obuslovlena dvizheniem ionov Polozhitelno zaryazhennye iony dvizhushiesya v rastvore k otricatelnomu elektrodu katodu Faradej nazval kationami a otricatelno zaryazhennye dvizhushiesya k polozhitelnomu elektrodu anodu anionami Svante Arrenius vydvinul v svoej dissertacii 1884 goda obyasnenie togo fakta chto tvyordye kristallicheskie soli pri rastvorenii dissociiruyut na parnye zaryazhennye chasticy za chto on poluchil Nobelevskuyu premiyu po himii 1903 goda Obyasnenie Arreniusa zaklyuchalos v tom chto pri obrazovanii rastvora sol dissociiruet na iony Faradeya on predpolozhil chto iony obrazuyutsya dazhe v otsutstvie elektricheskogo toka Yavlyayas himicheski aktivnymi chasticami iony vstupayut v reakcii s atomami molekulami i mezhdu soboj V rastvorah elektrolitov iony obrazuyutsya v rezultate elektroliticheskoj dissociacii i obuslavlivayut mnogie ih svojstva Soglasno himicheskoj nomenklature nazvanie kationa sostoyashego iz odnogo atoma sovpadaet s nazvaniem himicheskogo elementa naprimer Na nazyvaetsya ionom natriya Posle nazvanij elementov s peremennoj stepenyu okisleniya eyo ukazyvayut v skobkah rimskoj cifroj naprimer nazvanie kationa Fe2 ion zheleza II Nazvanie aniona sostoyashego iz odnogo atoma obrazuetsya iz kornya latinskogo nazvaniya elementa i suffiksa id naprimer F nazyvaetsya ftorid ionom Klassifikaciya ionovIony podrazdelyayut na dve bolshie gruppy prostye i slozhnye Prostye angl iony soderzhat odno ne bolee atomnoe yadro Slozhnye angl iony soderzhat ne menee dvuh atomnyh yader Otdelno vydelyayut ion radikaly zaryazhennye svobodnye radikaly Ion radikaly v svoyu ochered podrazdelyayut na kation radikaly i anion radikaly Kation radikaly polozhitelno zaryazhennye chasticy s odnim nesparennym protonom Anion radikaly otricatelno zaryazhennye chasticy s odnim nesparennym elektronom Stroenie prostyh ionovProstye iony sostoyat iz odnogo atomnogo yadra i elektronov Atomnoe yadro sostoit iz protonov i nejtronov nesya prakticheski vsyu bolee 99 9 massu iona i sozdayot elektricheskoe pole kotoroe uderzhivaet elektrony Zaryad atomnogo yadra opredelyaetsya chislom protonov i sovpadaet s poryadkovym nomerom elementa v periodicheskoj tablice D I Mendeleeva Elektrony zapolnyayut elektronnye sloi vokrug atomnogo yadra Elektrony s odinakovym znacheniem glavnogo kvantovogo chisla n obrazuyut kvantovyj sloj blizkih po razmeram elektronnyh oblakov Sloi s n 1 2 3 4 oboznachayutsya sootvetstvenno bukvami K L M N Po mere udaleniya ot atomnogo yadra yomkost sloyov uvelichivaetsya i v zavisimosti ot znacheniya n sostavlyaet 2 sloj K 8 sloj L 16 sloj M 32 sloj N elektronov Isklyucheniem iz obshego pravila yavlyaetsya polozhitelnyj ion vodoroda kotoryj ne soderzhit elektronov i yavlyaetsya elementarnoj chasticej protonom V to zhe vremya otricatelnyj ion vodoroda soderzhit dva elektrona Fakticheski gidrid ion yavlyaetsya sistemoj iz odnogo protona i dvuh elektronov i izoelektronen polozhitelnomu ionu litiya imeyushemu v elektronnoj obolochke takzhe dva elektrona Vsledstvie volnovogo haraktera dvizheniya elektrona ion ne imeet strogo opredelyonnyh granic Poetomu tochno opredelit razmery ionov nevozmozhno Kazhushijsya radius iona zavisit ot togo kakoe fizicheskoe svojstvo rassmatrivaetsya i budet razlichnym dlya raznyh svojstv Obychno ispolzuyut takie ionnye radiusy chtoby summa dvuh radiusov ravnyalas ravnovesnomu rasstoyaniyu mezhdu sosednimi ionami v kristalle Takaya poluempiricheskaya tablica ionnyh radiusov byla sostavlena L Polingom Pozdnee byla sostavlena novaya sistema ionnyh radiusov na osnove kristallohimicheskih issledovanij G B Bokiya struktur prostejshih dvojnyh soedinenij IonizaciyaOsnovnaya statya Ionizaciya Atomy i molekuly mogut prevrashatsya v polozhitelno zaryazhennye iony v rezultate poteri odnogo ili neskolkih elektronov Otryv elektrona ot atoma ili molekuly trebuet zatraty energii nazyvaemoj energiej ionizacii Polozhitelno zaryazhennye iony takzhe obrazuyutsya pri prisoedinenii protona polozhitelno zaryazhennogo yadra atoma vodoroda Primerom yavlyaetsya molekulyarnyj ion vodoroda onievye soedineniya Otricatelno zaryazhennye iony obrazuyutsya v rezultate prisoedineniya elektrona k atomu ili molekule Prisoedinenie elektrona soprovozhdaetsya vydeleniem energii Polozhitelnyj ion vodoroda H ili proton p poluchaetsya pri ionizacii atoma vodoroda Energiya ionizacii pri etom sostavlyaet 13 595 eV Dlya atoma geliya energiya ionizacii sostavlyaet 24 581 eV i 54 403 eV i sootvetstvuet otryvu pervogo i vtorogo elektronov Poluchaemyj ion geliya He2 v fizike nazyvaetsya alfa chasticej Vybros alfa chastic nablyudaetsya pri radioaktivnom raspade nekotoryh atomnyh yader naprimer Ra88226 displaystyle ce 88 226 Ra Energiya otryva pervogo elektrona atoma imeet yavno vyrazhennyj periodicheskij harakter zavisimosti ot poryadkovogo nomera elementa V svyazi s nizkimi znacheniyami energii ionizacii shelochnyh metallov ih atomy legko teryayut svoi vneshnie elektrony pod dejstviem sveta Otryv elektrona proizvoditsya v dannom sluchae za schyot energii pogloshaemyh metallom kvantov sveta PrimechaniyaDefinition of CATION angl www merriam webster com Data obrasheniya 6 oktyabrya 2021 6 oktyabrya 2021 goda Definition of ANION angl www merriam webster com Data obrasheniya 6 oktyabrya 2021 6 oktyabrya 2021 goda The Correspondence of Michael Faraday Vol 2 1832 1840 Frank A J L James 1991 P 183 ISBN 9780863412493 neopr Data obrasheniya 22 marta 2022 Arhivirovano 14 aprelya 2021 goda Michael Faraday 1791 1867 UK BBC 25 avgusta 2016 Data obrasheniya 22 marta 2022 neopr Data obrasheniya 22 marta 2022 Arhivirovano 25 avgusta 2016 goda Online etymology dictionary neopr Data obrasheniya 7 yanvarya 2011 14 maya 2011 goda The Nobel Prize in Chemistry 1903 neopr nobelprize org Data obrasheniya 22 marta 2022 8 iyulya 2018 goda The New Columbia Encyclopedia 4th New York City Columbia University 1976 P 155 ISBN 978 0 231 03572 9 Goetz Philip W The New Encyclopaedia Britannica 15 Chicago 1992 Vol 1 P 587 ISBN 978 0 85229 553 3 Dictionary of Scientific Biography 1 New York City Charles Scribner s Sons 1970 P 296 302 ISBN 978 0 684 10112 5 Nomenklatura himicheskaya Enciklopedicheskij slovar yunogo himika 2 e izd Sost V A Kricman V V Stanco M Pedagogika 1990 S 161 164 ISBN 5 7155 0292 6 Himicheskij enciklopedicheskij slovar Moskva Sovetskaya enciklopediya 1983 792 s Pauling L Priroda himicheskoj svyazi Moskva Leningrad Goshimizdat 1947 440 s G B Bokij Kristallohimiya Moskva MGU 1960 V Vikislovare est statya ion LiteraturaBolshaya sovetskaya enciklopediyaKotelnikov I A Lekcii po fizike plazmy Tom 1 Osnovy fiziki plazmy 3 e izd SPb 2021 400 s ISBN 978 5 8114 6958 1 Kotelnikov I A Lekcii po fizike plazmy Tom 1 Osnovy fiziki plazmy 3 e izd SPb 2021 400 s ISBN 978 5 8114 6958 1
Вершина