یون

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

یون به اتم یا مولکول‌هایی گفته می‌شود که بار الکتریکی اضافه داشته باشند و این بار می‌تواند منفی یا مثبت باشد. نابرابری تعداد کل الکترون‌ها با پروتون‌ها، در یک اتم یا مولکول، به آن بار خالص مثبت و یا بار خالص منفی الکتریکی می‌دهد.

با استفاده از روش‌های فیزیکی یا شیمیایی، از طریق یونیزاسیون می‌توان این پدیده را ایجاد کرد. از نگاه فیزیکی یونی که از یک اتم تشکیل شده یون اتمی یا تک اتمی (مونواتمیک) نامیده می‌شود، و اگر آن یون از دو یا چند اتم تشکیل شده باشد، آن را یک یون مولکولی و یا چنداتمی (پلی‌اتمیک) می‌گویند. از نگاه شیمیایی، اگر یک اتم خنثی، یک یا چند الکترون خود را از دست دهد، دارای بار خالص مثبت می‌شود و به عنوان یک کاتیون شناخته می‌شود، و برعکس؛ اگر یک اتم خنثی الکترون بیشتری به دست آورد، دارای بار خالص منفی می‌شود و به عنوان یک آنیون شناخته شده است و بنا بر این:

  • کاتیون: یونی است که بار مثبت دارد.
  • آنیون: یونی است که بار منفی دارد.
بین ۲ ماده با بارهای هم‌نام، نیروی رانش ایجاد می‌شود و برعکس؛ بین ۲ ناهم‌نام ربایش بوجود می‌آید.

به سبب ناهمگونی بار الکتریکی خود، کاتیون‌ها و آنیون‌ها یکدیگر را به آسانی جذب و تشکیل ترکیبات یونی مانند نمک را ممکن می‌سازند: (ویژگی‌های بار الکتریکی در رابطه با نیروی «رانش و ربایش» را ببینید).

ساختار شبکه بلوری ترکیب سدیم کلرید(NaCl) که نمونه‌ای از یک ترکیب یونی است. در این نگاره گوی ارغوانی رنگ نمایانگرکاتیون‌های سدیم (Na+) و گوی سبز نشان‌دهندهٔ آنیون‌های کلرید (Cl)

در مورد یونیزاسیون فیزیکی یک رسانه (واسطه)، مانند یک گاز، آنچه به عنوان «جفت یون» شناخته شده توسط تأثیر یون ایجاد می‌شود، و هر جفت شامل یک الکترون آزاد و یک یون مثبت است.[۱]

انرژی یونیزاسیون[ویرایش]

برای یونیزاسیون باید انرژی برابر با مقدار انرژی بستگی در اتم به بار الکتریکی اول وارد شود تا الکترون خارج گردد.

انرژی‌های یونیزاسیون پنج عنصر اول جدول تناوبی بر حسب کیلوکالری بر مول
عدد اتمی نام عنصر انرژی اول انرژی دوم انرژی سوم انرژی چهارم انرژی پنجم
۱ هیدروژن ۳۱۴
۲ هلیوم ۵۶۷ ۱۲۵۴
۳ لیتیم ۱۲۵ ۱۷۴۳ ۲۸۲۲
۴ برلیم ۲۱۴ ۴۲۰ ۳۵۵۰ ۵۰۲۰
۵ بور ۱۹۱ ۵۷۹ ۸۷۴ ۵۹۸۲ ۷۸۴۵

روش‌های یونیزاسیون[ویرایش]

برای یونیزاسیون باید انرژی به نحوی باعث خارج یا وارد شدن الکترون شود و حالا می‌تواند این با فوتون، جریان‌های الکتریکی، گرما و… باشد.[۲]

یون‌های رایج[ویرایش]

یون‌های معروف
نام فرمول نام تاریخی
کاتیون‌های ساده
آلومینیوم Al3+
کلسیم Ca2+
مس(II) Cu2+ کوپریک
هیدروژن H+
آهن(II) Fe2+ فرو
آهن(III) Fe3+ فریک
منیزیم Mg2+
جیوه(II) Hg2+ مرکوریک
پتاسیم K+ کالیک
نقره Ag+
سدیم Na+ ناتریک
کاتیون‌های چند اتمی
آمونیوم NH+
4
هیدرونیوم H3O+
جیوه(I) Hg۲+
2
مرکوروس
آنیون‌های رایج
نام فرمول فرمول نام دیگر
آنیون‌های ساده
کلرید Cl
فلوئورید F
برمید Br
اکسید O2−
اکسانیون‌ها
کربنات CO۲−
3
هیدروژن کربنات HCO
3
بی‌کربنات
هیدروکسید OH
نیترات NO
3
فسفات PO۳−
4
سولفات SO۲−
4
آنیون‌های از اسیدهای ارگانیک
استات CH3COO
استاتین
فرمات HCOO متائونات
اگزالات C2O۴۲- استونات
سیانید CN

[۳]

کاربردهای مواد یونیزه[ویرایش]

مواد یونیزه تاکنون به دلیل خواص شگفت انگیزشان کاربردهای فراوانی یافته‌اند. ازجمله:

  1. فضاپیمای یونی[۴]
  2. رایانه‌های کوانتمی[۵]
  3. قرار دادن ستارگان متغیر در نمودار H-R یا هرتروسپرگ-راسل[۶]
  4. داروسازی (ساخت قرص‌های آهن)
  5. فناوری نانو
  6. کمربند ون آلن در زمین و لوله‌های موسوم به خرمن در خورشید[۷]
  7. باریکه‌های یونی پدیده‌های تازه‌ای هستند که کاربردهای آن بسیار است از این کاربردها می‌توان در رادیو-تلویزیون، بیوفیزیک، تکنولوژی چیپها، میکروسکوپ هسته‌ای، میکروفوتونیک، شتابدهنده‌ها و سلاح‌ها اشاره کرد.[۳]

یون تماشاگر[ویرایش]

یونی که طی یک واکنش آبی در محیط وجود دارد ولی در واکنش شرکت نمی‌کند.[نیازمند منبع]

یون‌های دوقطبی(Zweitterion)[ویرایش]

حالتی از آمینواسید که در اثر خنثی شدن درونی پدید آید، پروتون گروه COOH- که حالت اسیدی دارد به گروه NH2- که حالت بازی دارد منتقل می‌شود و گروه‌های -COO-و +NH3- به وجود می‌آیند.[۸]

جستارهای وابسته[ویرایش]

پانویس[ویرایش]

  1. Knoll, Glenn F (1999). Radiation detection and measurement (3rd ed.). New York: Wiley. ISBN 0-471-07338-5.
  2. الکتروشیمی مقدماتی نویسنده مرتضی خلخالی
  3. ۳٫۰ ۳٫۱ ویکی‌پدیای انگلیسی
  4. فیلم آموزشی Space
  5. مجله رایانه خیر شماره ۲۴
  6. کتاب نجوم اخترفیزیک مقدماتی نوشته زیلیک صفحهٔ ۲۵۱
  7. فیزیک پلاسما، نوشته استروک، فصل اول
  8. مورتیمر، چارلز. شیمی عمومی 2. ج. دوم. تهران: نشر علوم دانشگاهی، 1392. 496. 
  • مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا، «Ion»، ویکی‌پدیای انگلیسی، دانشنامهٔ آزاد (بازیابی در ۲۶ ژوئن ۲۰۱۵).