Ion

Atomul de hidrogen (centru) conține un singur proton și un singur electron . Eliminarea electronului dă un cation (stânga), în timp ce adăugarea unui electron dă un anion (dreapta). Anionul de hidrogen , cu norul său cu doi electroni, ținut puțin, are o rază mai mare decât atomul neutru, care la rândul său este mult mai mare decât protonul gol al cationului. Hidrogenul formează singurul cation de încărcare + 1 care nu are electroni, dar cationii care (spre deosebire de hidrogen) dețin unul sau mai mulți electroni sunt chiar mai mici decât atomii neutri sau moleculele din care derivă.

Un ion , în chimie și fizică , indică o entitate moleculară încărcată electric ^[1] , care rezultă în general din transferul sau cumpărarea unuia sau mai multor electroni de către un atom , o moleculă sau un grup de atomi legați între ei.

Conceptul de ion nu trebuie confundat cu cel al grupului funcțional și radicalilor liberi (vezi intrarea relevantă ).

Istorie

Ionii au fost teorizați pentru prima dată de Michael Faraday în jurul anului 1830 , pentru a descrie acea porțiune de molecule care se deplasează către un anod sau catod. Cu toate acestea, mecanismul prin care acestea sunt obținute a fost descris abia în 1884 de Svante August Arrhenius în disertația sa de doctorat de la Universitatea din Uppsala . Teoria sa a fost inițial respinsă (a promovat examenul cu cea mai mică notă), dar a primit Premiul Nobel pentru chimie în 1903 pentru aceeași disertație.

Terminologie

Fenomenul în urma căruia un atom pierde sau câștigă unul sau mai mulți electroni se numește ionizare . În fizică , atomii complet ionizați, cum ar fi cei ai particulelor alfa , sunt denumiți în mod obișnuit particule încărcate. Ionizarea se face de obicei prin aplicarea de energie ridicată atomilor, sub formă de potențial electric sau radiații. Un gaz ionizat se numește plasmă .

Ionii încărcați negativ sunt cunoscuți ca anioni (care sunt atrași de anodi ), iar cei încărcați pozitiv sunt numiți cationi (care sunt atrași de catodi ). Ionii sunt împărțiți în monoatomici și poliatomici.

Energie de ionizare

Pentru atomii simpli în vid, există o constantă fizică asociată cu procesul de ionizare. Energia necesară pentru îndepărtarea electronilor dintr-un atom se numește energie de ionizare (sau potențial de ionizare). Acești termeni sunt utilizați și pentru a descrie ionizarea moleculelor și a solidelor, dar valorile nu sunt constante, deoarece ionizarea este afectată de legături chimice locale, geometrie și temperatură .

Element	Inainte de	Al doilea	Al treilea	Al patrulea	a cincea	Şaselea	Al șaptelea
N / A	496	4.560	-	-	-	-	-
Mg	738	1.450	7.730	-	-	-	-
Pentru	577	1.816	2.744	11.600	-	-	-
da	786	1.577	3.228	4.354	16.100	-	-
P.	1.060	1.890	2.905	4.950	6.270	21.200	-
S.	999	2.260	3.375	4.565	6.950	8.490	11.000
Cl	1.256	2.295	3.850	5.160	6.560	9,360	11.000
Ar	1.520	2.665	3.945	5.770	7.230	8.780	12.000
Energii de ionizare ulterioare în kJ / mol

Energia de ionizare scade de-a lungul unui grup al Tabelului Periodic și crește de la stânga la dreapta pe parcursul perioadei. Aceste tendințe sunt exact opuse celor ale razei atomice , asta pentru că, din moment ce scopul unui atom este de a forma un octet (datorită electronilor de valență), apoi se deplasează mai mult spre grupurile drepte ale tabelului periodic (spre „ gaze nobile ") întâlnim atomi cu o valoare ridicată a energiei de ionizare.

Prima energie de ionizare este energia necesară pentru îndepărtarea unui electron, a doua energie de ionizare este cea necesară pentru îndepărtarea a doi electroni și așa mai departe. Energiile de ionizare ulterioare sunt întotdeauna semnificativ mai mari decât cele precedente. Din acest motiv, ionii tind să se formeze în anumite moduri. De exemplu, sodiul se găsește ca Na ⁺ , dar în mod normal nu ca Na ²⁺ , datorită celei de-a doua energii de ionizare ridicate necesare, care este mult mai mare decât prima energie de ionizare. În mod similar, magneziul se găsește ca Mg ²⁺ și nu Mg ³⁺ , iar aluminiu există ca cation Al ³⁺ .

Roiuri atmosferice extinse

Dusurile atmosferice extinse (în engleză : dus de aer extins , EAS) sunt o cascadă de particule scufundate într-o baie de radiații electromagnetice, indusă de intrarea unei raze cosmice în atmosfera pământului. Ipoteza apare atunci când o particulă atomică (rareori un pozitron ), care se mișcă la viteze proximale mari cu viteza luminii în abisurile spațiului gol, reușește să se cupleze cu un nucleu atomic, eliberând hadroni .

O rețea de școli italiene participă la detectarea muonilor care, depășind fricțiunea cu atmosfera, ar ajunge la sol. rețeaua de 46 de centre școlare colaborează cu CERN la Geneva pentru a documenta dovezile experimentale indirecte ale unui fenomen al cărui ordin de mărime la sursă este în jur de 10 ¹⁹ eV . Activitățile de manipulare a datelor sunt susținute de studenți. ^[2]