Ионы это в химии

определение ионы

Что такое ионы:

Ионы являются химическим компонентом, который возникает в результате потери или усиления электронов в результате электрически заряженных реакций.

Этот химический компонент появляется в реакциях из-за необходимости, чтобы атом имел одинаковое количество протонов и электронов.

Катион и Анион

Ион классифицируется в соответствии с электрическим зарядом, который он получает. Если этот заряд отрицательный, он классифицируется как анион, который притягивается анодом, электродом, через который положительный электрический заряд протекает внутрь поляризованного электрического устройства.

Если заряд положительный, ион классифицируется как катион и притягивается катодом, электродом, через который электрический ток покидает поляризованный электрический аппарат.

Ионы также могут быть названы в соответствии с количеством полученных ионов. Это случай магния (Mg2 +), который называется двухвалентным катионом или просто положительным двухвалентным ионом, или фтора (F-), который называется одновалентным анионом или одновалентным отрицательным ионом.

Ионная связь

Ионы также могут создавать связи между положительными и отрицательными ионами. Это так называемая ионная связь, где мы имеем в качестве примера, что происходит при образовании хлорида натрия, поваренной соли. В этом случае натрий (Na +) связывается с хлором (Cl -) в соответствии с приведенной ниже реакцией:

Na + + Cl- → NaCl

Потенциал ионизации

Иону также нужна минимальная энергия для вывода электрона из его электросферы, особенно когда он находится в газообразном состоянии и не подвергался каким-либо раздражителям. Это так называемый ионизационный потенциал .

Таким образом, чем больше энергия получает атом, тем ниже его склонность превращаться в катион (положительный ион).

Галогены являются элементами, которые представляют наибольшие потенциалы ионизации. В отличие от металлов в целом.

Смотрите также значение Ионизации и Ионизации.

Урок 6. Простые ионы

В уроке 6 «Простые ионы» из курса «Химия для чайников» познакомимся с простыми ионами и выясним, чему равен его заряд; также рассмотрим как образуется ионная химическая связь; научимся определять степень окисления и валентность элементов. Данный урок очень важный, и чтобы его лучше понять, обязательно просмотрите прошлые уроки, особое внимание уделяя уроку 1 «Схема строения атомов», а также уроку 3 «Схема образования молекул».

Ионная химическая связь

Мы уже кратко рассматривали ковалентную полярную химическую связь, в которой из-за незначительного различия в электроотрицательности атомов (0.4-2.0) электронная пара распределяется между ними не равномерно. Для тех, кто забыл, напоминаю, что электроотрицательность — это способность атомов притягивать к себе электроны.

Однако, если электроотрицательность атомов различается больше чем на 2 по таблице электроотрицательности, то электронная пара полностью переходит к более электроотрицательному атому, и в результате образуется ионная химическая связь. Ионная химическая связь образуется только между атомами типичных металлов (т.к. они легко теряют внешние электроны) и неметаллов (т.к. они обладают большой электроотрицательностью).

Положительные и отрицательные ионы

Наглядным примером ионной химической связи может служить обычная поваренная соль NaCl, которая присутствует на каждой кухне. Атомы натрия (и вообще всех металлов) слабо удерживают внешние электроны, тогда как атомы хлора напротив, обладают очень большой способностью притягивать к себе электроны, т.е обладают большой электроотрицательностью.

Поэтому при образовании молекулы NaCl каждый атом Na теряет один электрон (e—), образуя положительный ион натрия Na+, а каждый атом Cl, наоборот, приобретает этот потерянный электрон натрия, образуя отрицательный ион хлора Cl—. Это записывается в виде двух реакций:

  • Na → Na+ + e— и ½Cl2 + e— → Cl—

Записать ½Cl2 пришлось потому, что газообразный хлор в природе состоит из двухатомных молекул, а не из свободных одиночных атомов хлора.

На рисунке выше, изображена кристаллическая решетка NaCl, где каждый хлорид-ион Cl— окружен со всех сторон соседними положительными ионами натрия Na+; ионы натрия Na+ точно также окружены ближайшими хлорид-ионами Cl—. Подобное расположение ионов обладает высокой устойчивостью.

Положительно заряженные ионы называются катионами. К ним в основном относятся металлы, так как они легко отдают от одного до трех электронов. Ниже приведены примеры катионов:

Анионами являются неметаллы, поскольку с радостью присоединяют к себе электроны, превращаясь в отрицательно заряженные ионы. Примеры анионов:

Степень окисления веществ

Заряд простого, одноатомного иона, например Mg2+ или F2-, называется его степенью окисления. Степень окисления — это такое число электронов, которое необходимо прибавить (восстановить) к иону или отнять (окислить) у него, чтобы он превратился обратно в нейтральный атом.

  • Реакция восстановления: Mg2+ + 2e— → Mg
  • Реакция окисления: F2- → F + 2e—

Процесс присоединения электронов к атому или просто их смещение в сторону данного атома называется реакцией восстановления, а оттягивание электронов от атома или их полное удаление называется реакцией окисления. Вот вам отличная шпаргалка со степенями окисления простых ионов:

Пример 12. Окисляется или восстанавливается хлор при образовании хлорид-иона? Какова степень окисления этого иона?
Решение: Хлор восстанавливается, поскольку к каждому атому хлора необходимо присоединить один электрон, чтобы образовался хлорид-ион. Хлорид-ион, Сl—, имеет степень окисления -1.

Пример 13. Окисляются или восстанавливаются металлы при образовании ими ионов? Какова степень окисления иона алюминия?
Решение: При образовании ионов металлов последние окисляются, поскольку при этом происходит удаление электронов от атомов металла. Ион алюминия, Аl3+, имеет степень окисления +3.

Валентность химических элементов

Валентностью называют число химических связей, которые данный атом образует с другими атомами в молекуле. Однако, если говорить простыми словами, то под валентностью понимается все та же степень окисления, но в отличии от нее валентность не имеет знака и не равна нулю.

Молекулярная формула Валентность Степень окисления
H2O H(I), O(II) H+1, O-2
CS2 C(IV), S(II) C+4, S-2
CH4 C(IV), H(I) C-4, H+1

Название ионов

Ионы металлов, которые имеют различные (переменные) степени окисления, записываются следующим образом:

  • Fe2+ железо(II) или ион двухвалентного железа
  • Fe3+ железо(III) или ион трехвалентного железа
  • Сu+ медь(I) или ион одновалентной меди
  • Cu2+ медь (II) или ион двухвалентной меди
  • Sn2+ олово(II) или двухвалентного олова
  • Sn4+ олово(IV) или ион четырехвалентного олова

Пример 2: Окисление или восстановление происходит при превращении иона трехвалентного железа в ион двухвалентного? Запишите уравнение этого процесса.

Решение: Уравнение реакции имеет следующий вид: Fe3+ + e— → Fe2+. Она представляет собой процесс восстановления, поскольку к исходному иону присоединяется электрон.

ионы

ИОНЫ (от греч. — идущий)

одноатомные или многоатомные частицы, несущие электрич. заряд, напр. H+, Li+, Al3+, NH4+, F−, SO42−. Положительные И. называют катионами (от греч. kation, буквально — идущий вниз), отрицательные — а н и о н а м и (от греч. anion, буквально идущий вверх). В своб. состоянии существуют в газовой фазе (в плазме). Положительные И. в газовой фазе можно получить в результате отрыва одного или неск. электронов от нейтральных частиц при сильном нагреве газа, действии электрич. разряда, ионизирующих излучений и др. Поглощаемую при образовании однозарядного положит. И. энергию называют первым потенциалом ионизации (или первой энергией ионизации), для получения двухзарядного И. из однозарядного затрачивается вторая энергия ионизации и т. д. Отрицат. И. образуются в газовой фазе при присоединении к частицам своб. электронов, причем нейтральные атомы могут присоединять не более одного электрона; отрицат. многозарядные одноатомные И. в индивидуальном состоянии не существуют. Выделяющаяся при присоединении электрона к нейтральной частице энергия наз. сродством к электрону. В газовой фазе И. могут присоединять нейтральные молекулы и образовывать ионмолекулярные комплексы.

• см. также ионы в газах

В конденсир. фазах И. находятся в ионных кристаллич. решетках и ионных расплавах; в растворах электролитов имеются сольватир. И., образовавшиеся в результате электролитич. диссоциации растворенного вещества. В конденсир. фазе И. интенсивно взаимодействуют (связаны) с окружающими их частицами — И. противоположного знака в кристаллах и в расплавах, с нейтральными молекулами — в растворах. Взаимод. происходит по кулоновскому, ион-дипольному, донорно-акцепторному механизмам. В растворах вокруг И. образуются сольватные оболочки из связанных с И. молекул растворителя (см. гидратация, сольватация). Представление об И. в кристаллах — удобная идеализир. модель, т. к. чисто ионной связи никогда не бывает, напр., в кристаллич. NaCl эффективные заряды атомов Na и Cl равны соотв. приблизительно +0,9 и —0,9. Свойства И. в конденсир. фазе значительно отличаются от свойств тех же И. в газовой фазе. В растворах существуют отрицательные двухзарядные одноатомные И. В конденсир. фазе имеется множество разл. многоатомных И. — анионы кислородсодержащих кислот, напр. NO3−, SO42−, комплексные И., напр. 3+, 2−, кластерные И. 2+ и др. (см. кластеры), И. полиэлектролитов и др. В растворе И. могут образовывать ионные пары. Термодинамич. характеристики — ΔH0обр, S0, ΔG0обр индивидуальных И. известны точно только для И. в газовой фазе. Для И. в растворах при эксперим. определении всегда получают сумму значений термодинамич. характеристик для катиона и аниона. Возможен теоретич. расчет термодинамич. величин индивидуальных И., но его точность пока меньше точности эксперим. определения суммарных значений, поэтому для практич. целей пользуются условными шкалами термодинамич. характеристик индивидуальных И. в растворе, причем обычно принимают величины термодинамич. характеристик H+ равными нулю. Осн. структурные характеристики И. в конденсир. фазе — радиус и координац. число. Было предложено много разл. шкал радиусов одноатомных И. Часто используются т. наз. физ. радиусы ионов, найденные К. Шенноном (1969) по эксперим. данным о точках минимума электронной плотности в кристаллах. Координац. числа одноатомных И. в осн. лежат в пределах 4–8. И. участвуют во множестве разнообразных реакций. Часто бывают катализаторами, промежут. частицами в химических реакциях, напр., при гетеролитических реакциях. Обменные ионные реакции в растворах электролитов обычно протекают практически мгновенно. В электрич. поле И. переносят электричество: катионы — к отрицат. электроду (катоду), анионы — к положительному (аноду); одновременно происходит перенос вещества, который играет важную роль в электролизе, при ионном обмене и др. процессах. И. играют важную роль в геохим. процессах, хим. технологии, а также в процессах в живом организме (напр., функционирование биол. мембран, проводимость нервных импульсов, физ.-хим. свойства белков и т. п.) и др. Об орг. ионах см. карбкатионы и карбанионы.

• см. также аммоний-катионы, гидрид-ион, гидроксид-анион, гидроксоний-ион, протон и др.

С. И. Дракин

Источник: Химическая энциклопедия на Gufo.me

Значения в других словарях

  1. Ионы — (от греч. ión — идущий) электрически заряженные частицы, образующиеся при потере или присоединении электронов (или других заряженных частиц) атомами или группами атомов. Такими группами атомов могут быть молекулы, радикалы или другие… Большая советская энциклопедия
  2. ИОНЫ — ИОНЫ (от греч. ion — идущий) — электрически заряженные частицы, образующиеся из атома (молекулы) в результате потери или присоединения одного или нескольких электронов. Положительно заряженные ионы называются катионами, отрицательно заряженные ионы — анионами. Термин предложен М. Фарадеем в 1834. Большой энциклопедический словарь
  3. Ионы — (физ.) По терминологии, введенной в учение об электричестве знаменитым Фарадеем, тело, подвергающееся разложению действием на него гальванического тока, называется электролитом, разложение таким путем — электролизом, а продукты разложения — ионами. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона

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

Ион (греч. ιόν — «идущий») — электрически заряженная частица (атом, молекула), образующаяся в результате потери или присоединения одного или нескольких электронов атомами или молекулами.

Заряд иона кратен заряду электрона. Понятие и термин ион ввёл в 1834 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 полюсу (катоду), Фарадей назвал катионами, а отрицательно заряженные, движущиеся к положительному полюсу (аноду) — анионами.

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

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

См. также Править

  • Ионная сила раствораar:أيون

Ion — Ion

Для использования в других целях, см Ion (значения) .

Ионы ( / aɪ ɒ п , — ə п / ) представляет собой атом или молекулу , которая имеет ненулевой чистый электрический заряд . Так как заряд электрона (рассматриваются как «негативный» по соглашению), равно и противоположен протону (рассматриваемый «положительный» по соглашению), чистый заряд иона не равен нуль из — за его общее количество электронов является неравный его общее количество протонов . Катион представляет собой положительно заряженный ион, с меньшим количеством электронов , чем протоны, в то время как анион имеет отрицательный заряд, с большим количеством электронов , чем протоны. Из — за свои противоположные электрические заряды, катионы и анионы притягиваются друг к другу и легко образуют ионные соединения .

Ионы , состоящие только из одного атома, называются атомные или одноатомных ионов , в то время как два или более атомов образуют молекулярные ионы или многоатомные ионы . В случае физической ионизации в среде, такие как газ, «ионные пары» создаются путем ионных столкновений, где каждая из которых сформировано пара состоит из свободного электрона и положительного иона. Ионы также создается с помощью химических взаимодействий, таких как растворения соли в жидкостях, или с помощью других средств, таких как пропускание постоянного тока через проводящий раствор, растворение анода с помощью ионизации .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *