Ионы

(от греч. - идущий), одноатомные или многоатомные частицы, несущие электрич. Заряд, напр. Н +, Li+, Аl3+, 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 р-рах электролитов имеются сольватир. И., образовавшиеся в результате электролитич. Диссоциации растворенного в-ва. В конденсир. Фазе И. Интенсивно взаимодействуют (связаны) с окружающими их частицами - И.

Противоположного знака в кристаллах и в расплавах, с нейтральными молекулами - в р-рах. Взаимод. Происходит по кулоновскому, ион-дипольному, донорно-акцепторному механизмам. В р-рах вокруг И. Образуются сольватные оболочки из связанных с И. Молекул р-рителя (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 Сl равны соотв. Приблизительно +0,9 и Ч0,9. Св-ва И. В конденсир. Фазе значительно отличаются от св-в тех же И. В газовой фазе. В р-рах существуют отрицательные двухзарядные одноатомные И. В конденсир. Фазе имеется множество разл. Многоатомных И. - анионы кислородсодержащих к-т, напр. NO3-, SO42-, комплексные И., напр.

[Co(NH3)6]3+, [PtCl6]2-, кластерные И. [Nb6Cl12]2+ и др. (см. Кластеры), И. полиэлектролитов и др. В р-ре И. Могут образовывать ионные пары. Термодинамич. Характеристики - DH0 обр, S0, DG0 обр индивидуальных И. Известны точно только для И. В газовой фазе. Для И. В р-рах 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 р-ре, причем обычно принимают величины термодинамич. Характеристик Н + 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 р-ций. Часто бывают катализаторами, промежут. Частицами в хим. Р-циях, напр., при гетеролитических реакциях. Обменные ионные р-ции в р-рах электролитов обычно протекают практически мгновенно. В электрич. Поле И. Переносят электричество. Катионы - к отрицат. Электроду (катоду), анионы - к положительному (аноду). Одновременно происходит перенос в-ва, к-рый 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. Св-ва 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. Лит. Современная кристаллография, т. 2, М., 1979. Смирнов Б. М., Комплексные ионы, М., 1983. Крестов Г. А., Термодинамика ионных процессов в растворах, 2 изд., Л., 1984. Киперт Д., Неорганическая стереохимия, пер. С англ., М., 1985. С. И. Дракин. .