コア コンセプト
このチュートリアルでは、イオンとは何かを学びます であり、なぜそれが化学において重要なのか.
他の記事で取り上げるトピック
- 陽イオンと陰イオン
- 電気化学
- 結合エンタルピーとエントロピー
- イオン化エネルギー
- 電子親和力
イオンの定義
イオンは、正または負の電荷を持つ原子または分子です。陽子の数は電子の数と等しくないため、イオンは電荷を持っています。陽子と電子の数を調べるには、この記事をチェックしてください。この不等式は、原子からの電子の追加または削除に伴います。それらは、化学プロセスまたは共有結合を切断することによって中性分子から除去できるため、電子分布は不均等になります。例としては、ナトリウム原子と塩素原子との反応で、正のナトリウム陽イオンと負の塩化物陰イオンが形成されます。
原子に陽子が増えると、陽イオンまたは陽イオンになります。一方、電子が多い場合は、負の電荷を帯びたイオン、または陰イオンです。反対の電荷は互いに引き合うため、陽イオンと陰イオンは通常相互作用してイオン化合物を形成します。
単一の荷電原子は単原子イオンとして数えられますが、2 つ以上の原子は多原子イオンを形成します。化学者は、「両性イオン」という用語を使用して、電荷を帯びた位置を持つ正味の中性分子を指します。分子の片側は正電荷を持ち、反対側は負電荷を持つことができます.
イオンの化学式
分子の正味の電荷は、化学名/構造の後に上付き文字として書かれています。番号は料金の記号の前に来ます。電荷を持つ陽イオンは +3 ではなく 3+ と書かれるべきです。また、陽イオン、陰イオンを問わず、単一の電荷であれば数字を書く必要はありません。正または負の電荷を示す記号を書くだけです。時々、化学者はイオンを電荷で書き出すことがありますが、それはローマ数字です。これは、イオンがどの酸化状態にあるかを示します。たとえば、鉄は Fe(II) と書き、それが Fe であることを示します。これは、多原子イオンではなく、単原子イオンに使用できます。
イオン特性
気体のような状態では、イオンは反対の電荷のイオンと高度かつ迅速に反応する可能性があります。一方、それらは溶媒和イオンとして液体または固体状態で発生することもあります。これは、塩化ナトリウムと水など、塩と溶媒が互いに相互作用するときに発生します。これらのイオンは溶媒と相互作用するため、より安定しており、反発の必要性が低くなります。これにより、エネルギーとエントロピーが変化しました。
原子が陽イオンか陰イオンかによって、親分子と比較してサイズが異なります。これは、電子とその反発エネルギーに関係しています。陽イオンでは、親原子よりも電子が少ないため、反発エネルギーが少なくなり、電子は原子核の近くに保持されます。陰イオンには、親原子よりも多くの電子があるため、反発エネルギーが大きくなり、電子は原子核によりゆるく結合します。したがって、陽イオンは親原子よりも小さく、陰イオンは親原子よりも大きくなります。
イオン アプリケーション
高電圧または高温度を使用する場合、イオン源を使用して実際にイオンを生成できます。これは、質量分析計、イオン注入装置、発光分析計、粒子加速器など、多くの科学機器やデバイスで発生します。
これらの荷電粒子は、科学機器を超えた重要な用途に役立ちます。また、煙探知機や空気清浄機などの家庭用品でも重要です。イオンは、空気中の微生物を破壊して中和することにより、空気を浄化できます。
放射線検出は、ガスの電離効果を使用しました。たとえば、X 線では、ガス分子の放射によって陽イオンと自由電子からなるイオン対が形成されます。イオンペアを検出するために使用される機器には、電場を使用して作成されたすべての電荷を収集する電離箱と呼ばれるコンパートメントがあります。
さらに読む
- ボーア モデル
- 同位体
- 格子エネルギー
