ما هي الأيونات؟ الكيمياء العامة وغير العضوية

الأيونات الأيونات هي جسيمات مشحونة كهربائيًا تتشكل من الذرة (الجزيء) نتيجة لفقد أو اكتساب إلكترون واحد أو أكثر. تسمى الأيونات الموجبة الشحنة الكاتيونات، والأيونات السالبة تسمى الأنيونات.

الموسوعة الحديثة. 2000 .

تعرف على ما هي "IONS" في القواميس الأخرى:

الأيونات- (من الأيون اليوناني يمشي، يتجول)، ذرات أو مادة كيميائية. يحمل المتطرفون الشحنات الكهربائية. قصة. كما أثبت فاراداي لأول مرة، فإن توصيل التيار الكهربائي في المحاليل يرتبط بحركة جزيئات المادة التي تحمل... ... الموسوعة الطبية الكبرى

الأيونات- - الذرات أو الجزيئات المشحونة كهربائيا. كيمياء عامة: كتاب مدرسي / A. V. Zholnin الأيونات هي جسيمات مشحونة كهربائيًا تنشأ عندما تفقد الذرات والجزيئات والجذور الإلكترونات أو تكتسبها. قاموس الكيمياء التحليلية... ... المصطلحات الكيميائية

منتجات تحلل أي جسم عن طريق التحليل الكهربائي. قاموس الكلمات الأجنبية المدرجة في اللغة الروسية. تشودينوف أ.ن.، 1910 ... قاموس الكلمات الأجنبية للغة الروسية

- (من الكلمة اليونانية iōn go)، تتكون الجسيمات المشحونة من الذرة (الجزيء) نتيجة فقدان أو اكتساب إلكترون واحد أو أكثر. في المحاليل تسمى الأيونات الموجبة الشحنة كاتيونات، والأيونات السالبة ... ... القاموس الموسوعي

الأيون (باليونانية ιόν "الذهاب") هو جسيم مشحون كهربائيًا (ذرة، جزيء)، يتشكل عادة نتيجة لفقد أو اكتساب إلكترون واحد أو أكثر بواسطة الذرات أو الجزيئات. شحنة الأيون هي مضاعف شحنة الإلكترون. المفهوم و... ... ويكيبيديا

الأيونات- (من اليونانية أيون الذهاب) جسيمات مشحونة كهربائيا تتكون من فقدان أو اكتساب الإلكترونات (أو جسيمات مشحونة أخرى) بواسطة ذرات أو مجموعات من الذرات (الجزيئات، والجذور، وما إلى ذلك). تم تقديم مفهوم ومصطلح الأيونات في عام 1834... ... القاموس الموسوعي للمعادن

- (من اليونانية)، جسيمات أحادية الذرة أو متعددة الذرات تحمل الكهرباء. تهمة، على سبيل المثال. ح +، لي +، Al3 +، NH4 +، F، SO42. الموجب I. يسمى الكاتيونات (من الكلمة اليونانية kation، حرفيًا ينزل)، والأنيون السالب وm (من الأنيون اليوناني، ... ... الموسوعة الكيميائية

- (من اليونانية ión go) جسيمات مشحونة كهربائيًا تتشكل نتيجة فقدان أو اكتساب الإلكترونات (أو جسيمات مشحونة أخرى) بواسطة ذرات أو مجموعات من الذرات. يمكن أن تكون هذه المجموعات من الذرات جزيئات أو جذور أو غيرها... الموسوعة السوفيتية الكبرى

الأيونات- بدني الجسيمات التي تحمل شحنة موجبة أو سلبية. الأيونات الموجبة تحمل إلكترونات أقل من المتوقع، والأيونات السالبة تحمل إلكترونات أكثر... عملية إضافية عالمية قاموسأنا موستيتسكي

- (فيزيائي) وفقًا للمصطلحات التي أدخلها فاراداي الشهير في عقيدة الكهرباء، فإن الجسم الذي يخضع للتحلل بفعل تيار كلفاني عليه يسمى المنحل بالكهرباء، والتحلل بهذه الطريقة هو التحليل الكهربائي، ومنتجات التحلل هي الأيونات.... القاموس الموسوعي ف. بروكهاوس وآي. إيفرون

كتب

• أيونات الهيدروجين تعالج السرطان. شعاع الأمل، جاربوزوف جينادي ألكسيفيتش. جينادي ألكسيفيتش جاربوزوف عالم مشهور من سوتشي، عالم أحياء، تابع للأكاديمي بولوتوف منذ فترة طويلة، ومتخصص في مجال العلاج البديل لأمراض الأورام. الدائمة...
• أيونات الهيدروجين تعالج السرطان بصيص الأمل، جاربوزوف جي.. جينادي ألكسيفيتش جاربوزوف عالم مشهور من سوتشي، عالم أحياء، تابع منذ فترة طويلة للأكاديمي بولوتوف، متخصص في مجال العلاج البديل لأمراض الأورام. .…

جرب هذه التجربة في المنزل (أو في مجموعة مدرسية). خذ بطارية كهربائية وقم بتوصيلها بالأسلاك إلى المصباح الكهربائي من مصباح يدوي. سوف يتدفق التيار عبر المصباح الكهربائي وسوف يضيء. ثم قم بقطع سلك واحد ووضع طرفيه في كوب من الماء. لن يضيء المصباح الكهربائي، مما يعني عدم وجود تيار. الآن صب الملح العادي في كوب. عندما يذوب الملح، سيضيء المصباح الكهربائي مرة أخرى. وهذا يعني أنه بمجرد تحول الماء إلى محلول ملحي، يتدفق خلاله تيار. و لماذا؟

ربما تكون قد سمعت بالفعل (وإذا لم يكن الأمر كذلك، فاقرأ القصة "" في هذا الكتاب") أنه في الذرة تدور النوى حول النواة. لماذا يبقون في الذرة ولا يطيرون بعيدا؟

خذ حجرًا وأرجحه على حبل فوق رأسك. تشعر أن الحجر يحاول باستمرار الطيران بعيدًا، لكنه مثبت في مكانه بواسطة الحبل.

والذرة لها "حبل" خاص بها. هذه هي الشحنات الكهربائية. نواة الذرة مشحونة بشكل إيجابي، والإلكترونات مشحونة سلبا. وهذه الشحنات المتضادة، كما يطلق عليها، تجتذب بعضها البعض. هذا الجذب يبقي الإلكترونات بالقرب من النواة.

ولكن إذا قمت بتدوير الحجر كثيرًا على حبل رفيع، فسوف ينفصل ويطير بعيدًا. ويمكن للإلكترون أن يخرج. على سبيل المثال، أثناء اصطدام حاد للذرات. إنه مثل عنقود عنب: تهزه فتسقط الحبة.

ماذا سيحدث للذرة نفسها؟ عند إزالة الإلكترون، تصبح الذرة مشحونة إيجابيا.

يمكن للإلكترون الذي يطير بعيدًا أن يلتقي بذرة أخرى في طريقه و"يلتصق" بها. ثم سوف تصبح هذه الذرة مشحونة سلبا.

وتسمى هذه الذرات المشحونة الأيونات.

ليس فقط الذرات الفردية، ولكن أيضًا مجموعات الذرات يمكنها أن تفقد أو تكتسب إلكترونات. وفي الوقت نفسه، تتحول أيضًا إلى أيونات، ويسمى التحول نفسه التأين.

إذا تم تسخين الغاز كثيرًا، فإن ذراته ستتحرك بسرعة كبيرة وسيتم تمزق العديد من الإلكترونات أثناء الاصطدامات. سوف يتأين الغاز.

تتأين مواد مختلفة تحت تأثير الإشعاع الإشعاعي. وعلى ارتفاع مئات الكيلومترات فوق الأرض، تنشأ الأيونات تحت تأثير أشعة الشمس الخاصة. وتسمى هذه الطبقة من الغلاف الجوي الأيونوسفير.

كثير المواد الصلبةتتكون أيضًا من أيونات. على سبيل المثال، الملح. وعندما تذوب في الماء، تتباعد الأيونات. وبمجرد ظهور هذه الجزيئات المشحونة في الماء، بدأت في نقل الكهرباء من أحد طرفي السلك إلى الطرف الآخر وبدأ المحلول بالمرور كهرباء.

وحركة الأيونات هي أساس عمل العديد من الأدوات والأجهزة التي ابتكرها الإنسان، مثل البطارية الكهربائية. وفي الطبيعة، تلعب الأيونات دورًا مهمًا. هناك العديد من الأيونات المختلفة التي تتحرك في كل خلية من خلايا جسمك. سواء كنت تتزلج أو تكتب إملاءً، فإن الأيونات هي التي تعمل. وأنت الآن تقرأ كتابنا، والأيونات تتحرك في خلايا دماغك. لولاهم، لن تكون قادرًا على التفكير، ولن تتمكن من الدراسة، ولن تتمكن من القراءة، ولن تتمكن من معرفة ما هي الأيونات.

تمت صياغة مصطلح "أيون" لأول مرة في عام 1834 على يد مايكل فاراداي. وبعد دراسة تأثير التيار الكهربائي على محاليل الأملاح والقلويات والأحماض، توصل إلى استنتاج مفاده أنها تحتوي على جزيئات ذات شحنة معينة. أطلق فاراداي على الكاتيونات اسم الأيونات التي تتحرك في مجال كهربائي نحو الكاثود ذي الشحنة السالبة. الأنيونات عبارة عن جسيمات أيونية غير أولية سالبة الشحنة تتحرك في المجال الكهربائي نحو القطب الموجب (الأنود).

ولا يزال هذا المصطلح مستخدمًا حتى يومنا هذا، ويتم دراسة الجسيمات بشكل أكبر، مما يسمح لنا بالنظر في التفاعل الكيميائي نتيجة للتفاعل الكهروستاتيكي. العديد من التفاعلات تسير وفقًا لهذا المبدأ، مما جعل من الممكن فهم تقدمها واختيار المحفزات والمثبطات لتسريع تقدمها وتثبيط عملية التوليف. كما أصبح من المعروف أن العديد من المواد، وخاصة في المحاليل، تكون دائما على شكل أيونات.

تسمية وتصنيف الأيونات

الأيونات هي ذرات مشحونة أو مجموعة من الذرات، خلال تفاعل كيميائيالإلكترونات المفقودة أو المكتسبة. وهي تشكل الطبقات الخارجية للذرة ويمكن فقدانها بسبب انخفاض جاذبية النواة. ثم نتيجة انفصال الإلكترون هو أيون موجب. وأيضًا، إذا كانت الذرة تحتوي على شحنة نووية قوية وقشرة إلكترونية ضيقة، فإن النواة تكون متقبلة للإلكترونات الإضافية. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل جسيم أيون سالب.

الأيونات نفسها ليست مجرد ذرات ذات غلاف إلكتروني زائد أو غير كافٍ. ومن الممكن أيضًا أن تكون مجموعة من الذرات. في الطبيعة، توجد في أغلب الأحيان مجموعة أيونات موجودة في المحاليل والسوائل البيولوجية للكائنات الحية وفي مياه البحر. هناك عدد كبير من أنواع الأيونات، وأسمائها تقليدية تمامًا. الكاتيونات هي جزيئات أيونية موجبة الشحنة، والأيونات سالبة الشحنة هي أنيونات. يتم تسميتهم بشكل مختلف اعتمادًا على تكوينهم. على سبيل المثال، كاتيون الصوديوم، كاتيون السيزيوم وغيرها. للأنيونات اسم مختلف لأنها تتكون غالبًا من عدة ذرات: أنيون الكبريتات، وأنيون الأرثوفوسفات، وغيرها.

آلية تكوين الأيونات

نادراً ما تكون العناصر الكيميائية في المركبات متعادلة كهربائياً. أي أنها لا تكون أبدًا في حالة الذرات. في تكوين الرابطة التساهمية، والتي تعتبر الأكثر شيوعًا، تحتوي الذرات أيضًا على بعض الشحنة، وتتغير كثافة الإلكترون على طول الروابط داخل الجزيء. ومع ذلك، لا يتم تشكيل تهمة أيون هنا، لأن الطاقة الرابطة التساهميةأقل من طاقة التأين. لذلك، على الرغم من اختلاف السالبية الكهربية، لا تستطيع بعض الذرات جذب إلكترونات الطبقة الخارجية لذرات أخرى بشكل كامل.

في التفاعلات الأيونية، حيث يكون الفرق في السالبية الكهربية بين الذرات كبيرًا بدرجة كافية، يمكن لذرة واحدة أن تأخذ إلكترونات من الطبقة الخارجية من ذرة أخرى. ثم يصبح الاتصال الذي تم إنشاؤه مستقطبًا بشدة وينقطع. الطاقة المنفقة على هذا، والتي تخلق شحنة على الأيون، تسمى طاقة التأين. وهو يختلف بالنسبة لكل ذرة ويشار إليه في الجداول القياسية.

التأين ممكن فقط عندما تكون الذرة أو مجموعة الذرات قادرة على التبرع بالإلكترونات أو قبولها. غالبًا ما يتم ملاحظة ذلك في المحلول وبلورات الملح. تحتوي الشبكة البلورية أيضًا على جسيمات مشحونة تقريبًا غير متحركة، خالية من الطاقة الحركية. وبما أنه لا توجد إمكانية للحركة في البلورة، فإن تفاعلات الأيونات غالبا ما تحدث في المحاليل.

الأيونات في الفيزياء والكيمياء

يدرس الفيزيائيون والكيميائيون الأيونات بنشاط لعدة أسباب. أولاً، هذه الجسيمات موجودة في جميع حالات المادة المعروفة. ثانياً، يمكن قياس طاقة إزالة الإلكترون من الذرة لاستخدامه فيها الأنشطة العملية. ثالثا، تتصرف الأيونات بشكل مختلف في البلورات والمحاليل. ورابعاً، تسمح الأيونات بتوصيل التيار الكهربائي، وتتغير الخواص الفيزيائية والكيميائية للمحاليل تبعاً لتراكيز الأيونات.

التفاعلات الأيونية في المحاليل

وينبغي النظر في الحلول والبلورات نفسها بمزيد من التفصيل. توجد في بلورات الملح أيونات موجبة منفصلة، ​​على سبيل المثال، كاتيونات الصوديوم والأيونات السالبة، أنيونات الكلور. هيكل البلورة مذهل: بسبب قوى الجذب والتنافر الكهروستاتيكية، يتم توجيه الأيونات بطريقة خاصة. وفي حالة كلوريد الصوديوم، فإنها تشكل ما يسمى بالشبكة البلورية الماسية. هنا، كل كاتيون صوديوم محاط بـ 6 أنيونات كلوريد. وفي المقابل، كل أنيون كلوريد محاط بـ 6 أنيونات كلور. ولهذا السبب، يذوب ملح الطعام البسيط في الماء البارد والساخن بنفس السرعة تقريبًا.

ولا يوجد أيضًا جزيء واحد من كلوريد الصوديوم في المحلول. كل من الأيونات هنا محاطة بثنائيات أقطاب الماء وتتحرك بشكل عشوائي في سمكها. يؤدي وجود الشحنات والتفاعلات الكهروستاتيكية إلى حقيقة أن المحاليل الملحية للمياه تتجمد عند درجة حرارة أقل بقليل من الصفر، وتغلي عند درجة حرارة أعلى من 100 درجة. علاوة على ذلك، إذا كانت هناك مواد أخرى في المحلول يمكن أن تدخل فيه الرابطة الكيميائيةثم يحدث التفاعل ليس بمشاركة الجزيئات بل الأيونات. أدى هذا إلى إنشاء عقيدة مراحل التفاعلات الكيميائية.

تلك المنتجات التي يتم الحصول عليها في النهاية لا تتشكل على الفور أثناء التفاعل، ولكن يتم تصنيعها تدريجياً من المنتجات الوسيطة. مكنت دراسة الأيونات من فهم أن التفاعل يتم بدقة وفقًا لمبادئ التفاعلات الكهروستاتيكية. والنتيجة هي تخليق الأيونات التي تتفاعل كهروستاتيكيًا مع الأيونات الأخرى، مما يؤدي إلى تكوين منتج تفاعل التوازن النهائي.

ملخص

الجسيم مثل الأيون هو ذرة أو مجموعة ذرات مشحونة كهربائيًا تتشكل نتيجة فقدان أو اكتساب الإلكترونات. أبسط أيون هو الهيدروجين: إذا فقد إلكترونًا واحدًا، يصبح مجرد نواة بشحنة +1. يسبب البيئة الحمضية للمحاليل والوسائط، وهو أمر مهم لعمل النظم البيولوجيةوالكائنات الحية.

يمكن أن تحتوي الأيونات على شحنات موجبة وسالبة. نتيجة لهذا، في المحاليل، يدخل كل جسيم في تفاعل كهروستاتيكي مع ثنائيات أقطاب الماء، مما يخلق أيضًا ظروفًا للحياة ونقل الإشارات بواسطة الخلايا. علاوة على ذلك، يتم تطوير تكنولوجيا الأيونات بشكل أكبر. على سبيل المثال، تم إنشاء محركات أيونية تم تجهيزها بالفعل بـ 7 بعثات فضائية تابعة لناسا.