Іон
Іон, рідше йон[1] (грец. ιόν — «той, що йде») — електрично заряджена частинка молекули, що утворилася з атома або атомної групи внаслідок втрати або приєднання до них електронів.
Історія
Існування іонів вперше теоретично передбачив Майкл Фарадей близько 1830 року, описуючи поведінку часток молекул що збираються біля катоду та аноду. Однак механізм іонізації не розуміли до 1884 року, аж поки Арреніус не описав його у своїй докторській дисертації, захищеній в університеті м. Уппсала, Швеція. Його теорія спершу не була визнана науковою спільнотою, але згодом, в 1903 році, його дисертація отримала Нобелівську премію.
Загальна інформація
Іон — це атом або група атомів, що мають електричний заряд. Негативно заряджені іони, що мають більше електронів в своїх електронних оболонках, аніж протонів в ядрах (наприклад, Cl−), називаються аніонами і в розчинах притягуються до аноду. Позитивно заряджені іони, які мають менше електронів, ніж протонів (наприклад, Na+), називаються катіонами і притягуються до катоду. Процес перетворення нейтральних атомів або груп атомів на іони називається іонізацією. Багатоатомні аніони, що містять кисень, часто називають «оксіаніонами» (наприклад, SO2−4).
Іони можуть існувати самостійно у всіх агрегатних станах речовини, в електричному полі здатні бути переносниками струму (катіони мігрують до негативного електрода — катода, аніони — до позитивного, анода).
У розчинах, зокрема, утворюються в результаті електролітичної дисоціації, причому звичайно виникають комплекси іонів з розчинником.
- NaCl(тв) → Na+(aq) + Cl−(aq)
Символ (aq) — означає гідратований іон, тобто іон у водному розчині; символ (тв) — речовину в твердому стані.
Антагонізм іонів
У колоїдній хімії — ефект підвищення коагуляційної здатності одного електроліту викликаний додаванням іншого. Пов'язаний з взаємодією іонів з протиіонами — іонами зі знаком заряду, протилежним до заряду першого іона.
Специфічні іони
- Іон-прекурсор — у мас-спектрометрії — родоначальний іон, з якого утворюється фрагментний або метастабільний іон.
- Іон-pадикал — заряджена молекулярна частинка з неспареним електроном, яка в залежності вiд знака заряду, є катiон- або анiон-радикалом. Стабiльнiсть таких частинок залежить вiд ступеня делокалiзацiї спіну.
- Іони металів класу а — іони металів, що зв'язуються переважно з лігандами, які містять найлегші з даної групи Періодичної системи лігатні атоми.
- Іони металів класу б — іони металів, що зв'язуються переважно з лігандами, які містять інші лігатні атоми, ніж найлегші з даної групи Періодичної системи.
- Карбенієвий іон — карбокатіон, реальний чи гіпотетичний, що містять принаймні один формально трикоординований атом вуглецю (–>C+), який має три sp2-гібридні орбіталі, розташовані в одній площині, і одну ортогональну вакантну р-орбіталь.
- Карбінієвий іон — катіонна молекулярна частинка H2C˙+ (або її заміщені похідні), нормально утворена додаванням гідрона до карбіна або відніманням електрона від карбена.
- Карбонiєвий іон — IUPAC рекомендує уникати цього терміна чи принаймнi застосовувати його обережно, оскiльки вiн використовується у кiлькох рiзних значеннях: — синонiм термiна карбенiєвий іон; — карбокатiон з п'ятикоординаційним атомом вуглецю; — некласичний карбокатiон, структура якого не описується двоелектронними двоцентровими зв'язками, оскiльки позитивний заряд розподiляється мiж трьома 4- або 5-координацiйними атомами С, приміром , іон фенонiю.
- Квазімолекулярний іон — у мас-спектрометрії — протонована молекула або іон, утворений при втраті атома Н молекулярним іоном. Використання терміна псевдомолекулярний іон IUPAC не рекомендує.
- Онієвий іон — катіон, головний зарядоносійний атом якого має формальний позитивний заряд і зв'язаний з одновалентними атомами чи групами, число яких на одиницю більше, ніж у відповідній нейтральній молекулі, де цей атом не має заряду. Наприклад, тетралкіламонієвий іон NR4+, триалкілсульфонієвий SR3+.
- Амоніїльний радикал-іон — радикальний іон Н3N˙+ та його гідрокарбільні похідні. Приміром, триметиламоніїл (СH3)3N˙+, феніламоніїл (або бензенамініїл) PhN˙+H2.
- Амоній-іон — іон NH4+ — катіон, що утворюється нейтралізацією амоніаку, діє як слабка основа.
Акваіони
1. Гідратовані іони металів у водних розчинах.
2. Гідратовані іони в комплексах, пр., [Co(H2O)6]2+. Акваіони можуть відщеплювати протон і діяти як кислоти, пр., [Fe(H2O)6]3+ → [Fe(H2O)5(OH)]2+
Див. також
Джерела
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.
- Глосарій термінів з хімії / уклад. Й. Опейда, О. Швайка ; Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Дон. : Вебер, 2008. — 738 с. — ISBN 978-966-335-206-0.