Как образуются положительно и отрицательно заряженные ионы: как образуются положительно и отрицательно заряженные ионы?

Содержание

Ионы — это… Что такое Ионы?

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 И. Понятие и термин «И.» ввёл в 1834 М. Фарадей, который, изучая действие электрического тока на водные растворы кислот, щелочей и солей, предположил, что электропроводность таких растворов обусловлена движением И. Положительно заряженные И., движущиеся в растворе к отрицательному полюсу (катоду), Фарадей назвал катионами, а отрицательно заряженные, движущиеся к положительному полюсу (аноду), — анионами. Знак заряда И. обозначают соответственно знаками плюс или минус. Величина заряда И. кратна заряду электрона: при потере или приобретении атомом 1, 2, 3… электронов образуются, соответственно, одно-, двух- и трёхзарядные И. (см. Ионизация), например Na⁺, Ca²⁺, Al³⁺, Cl^—, SO₄^2—. И. могут входить в состав молекул веществ (см. Ионная связь). В виде самостоятельных частиц они встречаются во всех агрегатных состояниях вещества — в газах (в частности, в атмосфере), в жидкостях (в расплавах и в растворах), в кристаллах (см. Ионные кристаллы). В газах И. образуются большей частью под действием ударов частиц большой энергии или при фотоионизации под действием ультрафиолетовых, рентгеновских и гамма-лучей (см. Ионизирующие излучения). Образовавшиеся таким путём И. в обычных условиях недолговечны вследствие способности соединяться, взаимно нейтрализуясь. При высокой температуре ионизация атомов и ионов (термическая ионизация, т. е. термическая диссоциация с отделением электрона) может происходить также как равновесный процесс, в котором степень ионизации возрастает с повышением температуры и с понижением давления. Газ переходит при этом в состояние плазмы (См. Плазма). И. в газах играют большую роль во многих явлениях. В природных условиях И. образуются в воздухе под действием космических лучей, солнечного излучения или электрического разряда (молнии). Присутствие И., их вид и концентрация влияют на многие физические свойства Воздуха, на его физиологическую активность (см. Ионы в атмосфере). На использовании И. основаны многие методы экспериментального исследования (Масс-спектроскопия, применение Вильсона камеры (См. Вильсона камера) и др.). И. в газах обладают высокой химической активностью, легко вступая во взаимодействие с другими частицами и вызывая те или иные химические реакции. Низкотемпературная плазма, состоящая из ионизированных частиц, используется в работе магнитогидродинамических генераторов. Высокотемпературная плазма — при разработке методов осуществления управляемой термоядерной реакции.

В. А. Киреев.

И. в организме — непременные участники обмена веществ. Они, в частности, участвуют в механизмах, обусловливающих проницаемость биологических мембран (См. Биологические мембраны), в регуляции мышечного сокращения, в проведении импульса возбуждения по нервному волокну и т. д. Постоянно протекающая диссоциация молекул на И. и противоположный процесс — ассоциация И. в молекулы — так сбалансированы в организме, что содержание И. в клетках и тканевых жидкостях в норме поддерживается на определённом уровне (см. Гомеостаз). Однако при некоторых воздействиях этот уровень может сдвигаться.

Работа заряжения иона в растворе

Здесь а — радиус иона, е — диэлектрическая постоянная растворителя и % — параметр, играющий важную роль в теории электролитов. Работа (10.80) направлена на преодоление сил взаимодействия каждого из ионов с окружающими его противоположно заряженными ионами, создающими вокруг рассматриваемого иона ионную атмосферу . Эффективный суммарный заряд этой ионной атмосферы (численно равный, по причине нейтральности раствора, тоже г е) можно считать распределенным по сфере, радиус которой на 1/х превышает радиус иона. Вследствие этого потенциальная энергия одного иона (точнее, работа извлечения его из раствора) равна
[c.362]
Рассмотрим раствор, содержащий. . . Пу. . . ионов в см , образовав. шихся при диссоциации п молекул электролита, и вычислим электрическую работу разряжения ионов при большом разведении в растворителе (воде) с диэлектрической постоянной и работу их заряжения в среде с диэлектрической постоянной В. Изменение диэлектрической постоянной от В до В может быть вызвано прибавлением к раствору либо электролита, либо неэлектролита. Общая электрическая работа, совершенная над систе мой, будет равна [c.63]

Когда отсутствует ионная атмосфера, т. е. х раствор находится в идеальном состоянии, и выражение для общей электрической работы заряжения ионов, находящихся в идеальном состоянии, будет иметь вид [c.53]

Работу заряжения иона в растворе [c.106]

Свободная энергия сольватации иона (на г-ион) равна разности работ заряжения иона в растворе и вакууме

[c.106]

Чтобы определить какие ионы и сколько их находится в водных растворах, существует широкий набор методов. В этой работе вы будете использовать методы, которые действительно могут использоваться для проверки наличия в воде тех или иных ионов. Положительно заряженные ионы имеют недостаток электронов и называются катионами, отрицательно заряженные ионы несут избыток электронов и называются анионами. Общая цель состоит в качественном определении двух катионов и двух анионов. [c.45]

Напомним, что разность Цр — ц д равна работе по равновесному «отключению» взаимодействий. Будем считать, что ионы в растворе взаимодействуют между собой в основном благодаря своим зарядам, т. е. электростатически. Энергию этого взаимодействия можно рассчитать как разность работ по заряжению ионов в бесконечно разбавленном растворе и в растворе с реальной, отличной от нуля концентрацией. Величина межионного взаимодействия определяется энергией взаимодействия иона со своей ионной атмосферой. Для расчета энергии этого взаимодействия необходимо знать электростатический потенциал Ч д(/ ), который создается только за счет ионной атмосферы. Его легко найти, если из полного электростатического потенциала (г) вычесть потенциал, создаваемый центральным ионом

[c.234]

ИОНЫ (греч. ion — подвижный) — частицы, представляющие собой атомы или группы атомов, химически сая )анных между собой, с избытком или недостатком электронов и поэтому положительно или отрицательно заряженных. Положительно заряженные ионы называют катионами и обозначают знаком+, отрицательно заряженные — анионами, обозначают знаком — Na , Са +, А1 +, С1-. sq2-, pq3- «и др. И. вступают з реакции с атомами, молекулами и между собой. В растворах И. образуются в результате электролитической диссоциации и обусловливают свойства электролитов. Катионы при электролизе направляются к катоду, анионы — к аноду. И. в газах образуются при высоких температурах или в результате воздействия на газы квантов высокой энергии или быстрых частиц. В последние годы резко повысилась роль И. а газах в связи с распространением радиационных явлений, развитием ядерной техники, с использованием электроразрядной плазмы и бурным развитием работ, касающихся верхних слоев атмосферы н др.

[c.112]

Существенное значение в топливном элементе имеет состав электролита. При низких температурах электролитом обычно служат растворы кислот и щелочей для высокотемпературных элементов применяют расплавы солей, например расплавленные карбонаты щелочных металлов. Для температуры выше 1000° С используют твердые электролиты, в которых ток переносится отрицательно заряженными ионами кислорода (двуокись циркония и некоторые другие сложные системы). Электроды высокотемпературных элементов чувствительны к отравлению это позволяет расширить круг материалов, применяемых для электродов, и снизить требования к очистке топлива. Но при этом из-за высоких температур резко увеличивается коррозия электродов и других деталей топливного элемента. По этим причинам срок службы высокотемпературных элементов исчисляется месяцами, тогда как низкотемпературные элементы работают значительно дольше.
[c.493]

В узлах кристаллической решетки металла находятся положительно заряженные ионы. В результате их взаимодействия с полярными молекулами растворителя они отрываются от кристалла и переходят в раствор. Параллельно происходит противоположный процесс перехода ионов из раствора в металл под влиянием поля кристаллической решетки. Если в первый момент скорость процесса перехода ионов в раствор больше скорости обратного перехода ионов из раствора в металл то на поверхности металла появляется избыточный отрицательный заряд (избыточные электроны). Раствор приобретает положительный заряд. Положительно заряженные ионы не удаляются от поверхности металла, а вследствие электростатических взаимодействий скапливаются у поверхности. В результате образуется двойной электрический слой, который можно представить себе в виде конденсатора, отрицательная обкладка которого образована металлом (избыточными электронами), а положительная — слоем катионов в растворе, прилегающим к металлу. Между разноименно заряженными обкладками возникает скачок потенциала. Если в начальный момент скорость перехода ионов в раствор 1 1 меньше скорости перехода ионов из раствора в металл то поверхность металла зарядится положительно, и отрицательно заряженные ионы притянутся к поверхности металла, создавая избыток отрицательных зарядов. Итоговое направление перехода ионов зависит от соотношения работы выхода ионов из кристаллической решетки W и работы выхода ионов из раствора 1 ,,.

[c.318]

Из этого выражения следует, что Пне равно логарифму активности протона, а отличается от него на величину логарифма отношения коэффициентов активности заряженной и незаряженной форм индикатора, т. е. зависит от того, какова энергия взаимодействия с растворителем иона и нейтральной молекулы индикатора. При стандартизации по отношению к бесконечно разбавленному водному раствору величины 7 и 7ор,н+ определяются работой переноса ионов ВН» и соответственно молекул В из среды М в воду. Таким образом, предположение, что равно —lg ан+(М) будет справедливо только в том случае, если влияние растворителя на катион основания и молекулу основания индикатора одинаково.

[c.415]

В отличие от золей в растворах электролитов, заряд на частицах аэрозолей есть величина случайная, определяемая случайными столкновениями частиц с ионами в газах. При заряжении частицы, которую можно рассматривать как сферический конденсатор с емкостью С, пропорциональной радиусу частицы г, работа заряжения равна [c.272]

Рассмотрим систему, которую в электрохимии принято называть электрод в растворе своих ионов . При погружении металлической пластинки в раствор своих ионов металл и раствор взаимодействуют и становится возможным переход ионов из металла в раствор и обратно. В первый момент направление этих переходов определяется соотнощением величины работ выхода ионов из металлической решетки и из раствора Аме и Лр. Если Аме>Ар, т. е. если энергия связи ионов в кристаллической решетке металла больше, чем энергия гидратации этих ионов в растворе, то после погружения металла в раствор катионы металла будут переходить из раствора в кристаллическую решетку. Это ведет к заряжению электрода положительным электричеством, а раствора, в котором недостает ионов металла — отрицательным. Появление противоположно заряженных обкладок затрудняет дальнейший переход ионов в решетку металла и тогда в системе устанавливается равновесие, имеющее динамический характер.

[c.148]

Электрод, на котором в результате электродной реакции появляются электроны, отводимые во внешнюю цепь, называется анодом. К такому электроду в процессе электролиза или при работе гальванического элемента в растворе (расплаве) электролита происходит перемещение отрицательно заряженных ионов — анионов. [c.6]

В нитратных растворах небольшие изменения спектра Ри(У1) обнаруживаются лишь при концентрации НЫОз>5Л1. Согласно данным по миграции ионов [3, гл. 9], с увеличением концентрации кислоты растет выход отрицательно заряженных ионов. Константы реакций комплексообразования приводятся в работах [126, 454]. [c.50]

Основу всех ионных теорий представляет уравнение Нернста для расчета работы., совершаемой ионом при его перемещении в растворе из бесконечности до точки на твердой поверхности. Затем появилась теория диффузного двойного слоя Гуи—Чэн-мана, основанная на уравнениях Пуассона—Больцмана. Согласно этой теории, движение катионов вблизи поверхности поддерживается тепловой энергией, причем катионы притягиваются к поверхности соответствующими отрицательными зарядами. Этот же закон применим и для описания того, как молекулы окружающей землю атмосферы удерживаются вблизи поверхности под действием сил земного притяжения. Затем было понято, что катионы больших размеров не могли приближаться к отрицательным зарядам на поверхности так же, как катионы меньших размеров. Штерн ввел поправку,.учитывающую размер иона, и предложил рассматривать некоторый слой, который затем стал называться слоем Штерна . В этом слое вблизи отрицательно заряженной поверхности накапливается определенное количество, катионов, которые в основном оказываются заторможенными. Таким образом, формируется плотный двойной электрический слой . [c.918]

Существуют еще два других метода определения удельной поверхности по адсорбции из растворов. Эверет [58] предложил метод, в котором используются бинарные жидкие системы (см. сл. разд.). Этот метод обсуждается в работе [59], Удельную поверхность можно оценивать также по вытеснению одноименно заряженных ионов с заряженной поверхности раздела фаз [60]. Этот метод, рассматриваемый в разд. IX-5, интересен тем, что он не требует знания площади, приходящейся на центр адсорбции, или площади, занимаемой молекулой адсорбата на поверхности адсорбента. [c.321]

Как указывалось выше, при прохождении через раствор постоянного тока положительно заряженные ионы приобретают на катоде электроны, а отрицательно заряженные ионы отдают электроны аноду. Поскольку в рас-творе часто присутствуют различные ионы, то необходимо знать, какие из них будут разряжаться. Выше уже указывалось также, что для прохождения тока через электролитическую ячейку необходимо сообщить электродам определенную разность потенциалов. Часть сопротивления электролитической ячейки при этом обусловлена работой, необходимой для разрядки ионов. Для разных ионов эта работа различна. Тот ион, который для своей разрядки требует наименьшей работы, разряжается первым. Потенциал разряда электролита можно представить как сумму потенциалов разряда на катоде и на аноде. О легкости разряда некоторых наиболее распространенных ионов можно судить по данным, приведенным в табл. 49. [c.314]

При выводе уравнения (10.38) мы пренебрегли изменением объема раствора, которое могло быть вызвано процессом заряжения ионов. Это изменение объема невелико, и связанная с ним работа сил внешнего давления ничтожно мала по сравнению с работой процесса заряжения . Можно принять, что в ходе заряжения частиц поддерживается постоянным не объем V, а внешнее давление Р. Тогда обратимая работа процесса заряжения будет равна не свободной энергии а свободной энтальпии В соответствии с вышесказанным разница между Ф и Р очень мала. Поэтому с достаточной степенью точности Р — Ф «. [c.421]

Положительная кривизна зависимости Е° от /В при более низких значениях диэлектрической проницаемости растворителя напоминает кривые, которые были получены из кинетических данных, когда для некоторых реакций были получены графики зависимости логарифма удельной константы скорости от обратных значений диэлектрической проницаемости. Эта положительная кривизна при низкой диэлектрической проницаемости, возможно, связана с избирательной сольватацией ионов более полярной компонентой растворителя с более высокой диэлектрической проницаемостью. В данном случае такой компонентой является вода. По-видимому, это особенно верно для растворов, содержащих ион водорода, благодаря образованию сильных водородных связей и образованию ионов НзО и ИдО в воде [41]. Эта избирательная сольватация (или связывание растворителя) остается эффективной вплоть до очень малых количеств воды в смешанном растворителе [19]. Поведение ионов в смешанных растворителях приближается к их поведению в чистой компоненте, с которой в смешанном растворителе они более прочно ассоциированы. Этот эффект был обнаружен при изучении скорости реакций [42]. Так как вода более полярная компонента смешанного растворителя и более тесно связана с ионами, она уменьшает взаимное притяжение ионов и облегчает их диссоциацию. Отсюда следует, чтобы исключить взаимное влияние противоположно заряженных ионов, требуется меньше работы, чем это можно было ожидать при более низких значениях диэлектрической проницаемости растворителя поэтому для внешнего использования остается доступной большая работа, чем можно было ожидать. Это увеличение работы проявляется в виде более высокого потенциала, чем теоретически следует для электростатических сил между противоположно заряженными попами при более низких значениях диэлектрической проницаемости. [c.296]

Далее работами Бьеррума было установлено, что два иона могут образовать ионную пару или три иона могут образовать ионный тройник в результате электростатического притяжения без образования ковалентной связи между ними. Это явление, называемое ионной ассоциацией, приводит к уменьшению концентрации ионов раствора, подобно подавлению диссоциации. Однако эти два процесса различаются по своей природе, так как продуктом подавления диссоциации являются ковалентные молекулы, тогда как в ионных парах или тройниках, образованных за счет электростатического притяжения, ионы сохраняют относительную независимость. Несмотря на отличающуюся структуру ионных пар или тройников, их образование из противоположно заряженных ионов понижает проводимость раствора аналогично появлению недиссоциированных молекул. [c.465]

Если раствор не слишком концентрированный, О приближенно равно Оо и, следовательно, разность электрических работ заряжения одних и тех же ионов при определенной концентрации и при бесконечном разбавлении равняется [c.204]

Если В цепь постоянного электрического тока включить сосуд с раствором электролита, например НС1, то произойдет явление, называемое электролизом (рис, 94). Вследствие работы источника тока электроны с одного электрода (анода) будут выкачиваться, а на другой (катод) —накачиваться. Поэтому на аноде создается недостаток электронов, а на катоде — их избыток. Находящиеся в растворе ионы С1 отталкиваются отрицательным электродом и притягиваются к положительному, ионы К —наоборот. Таким образом, первые будут двигаться к аноду, вторые — к катоду, В связи с этим отрицательно заряженные ионы и называют обычно анионами (движущиеся к аноду), а положительно заряженные — катио нами (движущиеся к катоду). [c.151]

Выведите выражение, позволяющее определить работу обратимого заряжения иона в растворе с постоянной ионной силой. Из уравнения (87) при г — г имеем г1з(г ) = = (elDri)l(l- -Kri). Таким образом, работа заряжения иона при ностояннлм значении к будет равна [c.284]

Представим себе, что пластинка какого-нибудь металла, например железа, опущена в воду. Ионы железа в результате действия сильно полярных молекул воды, отрываясь от металла, начинают переходить в слой воды, прилегающий к поверхности пластинки. Возникающее вследствие этого электростатическое притяжение между ионами, переиледшими в раствор, и противоположно заряженной пластинкой металла препятствует дальнейшему течению этого процесса, и в системе устанавливается равновесие. Возникает некоторая разность потенциалов между металлом и окружающей водной средой. В соответствии с неодинаковой способностью различных металлов к выделению ионов в окружающую среду и неодинаковой способностью их к гидратации равновесие это отвечает различной разности потенциалов и соответственно разной концентрации ионов в растворе. Положение равновесия зависит в первую очередь от соотношения между количеством энергии, необходимчй для отрыва иона от металла работа выхода иона), и количеством энергии, выделяющейся при гидратации иона. [c.415]

Впервые уравнение для теоретического расчета энергии гид))атации было предложено в 1920 г. Борном. Оно выведено исходя из того, что энергию перехода иона из вакуума в водный раствор можно представить как )азиость работ заряжения частицы в этих средах. Ион упрощенно считается проводящей сферой с радиусом г. [c.282]

Остовы атомов, образуя свободные ионы, могут покинуть металл, если им сообщить дополнительную энергию — работу выхода. Однако работа выхода для ионов металлов очень велика (десятки электронвольт), но переход остова атома в состояние положительного иона облегчается тем, что часть электронов может уйти из металла и тем самым уменьшить работу выхода (рис. 119, б). Переход в электролит иона металла сопровождается значительным ростом энтропии вследствие снижения концентрации и разупорядо-чивания системы независимо от природы электролита (раствор или расплав). Если электроны, наоборот, будут подводиться в металл, то ионы металла из электролита будут переходить в состояние остова атома и, выделяясь на поверхности металла, будут достраивать его кристаллическую решетку (рис. 119, в). Условие нейтральности электролита обусловливает перемещение анионов в соответствии с появлением положительно заряженных ионов металла или с их исчезновением (осаждение на поверхность). [c.230]

Олсон и Симонсон [9] показали, что в водном растворе при ионных силах 0,01—0,1 скорость реакций между одноименно заряженными ионами не зависит от заряда присутствующих ионов того же знака. Об одном примере этого эффекта сообщалось в более ранней работе Бренстеда и Дельбанко [101, которые исследовали реакцию аниона нитроуретана с гидроксилом [c.250]

Интересно попутно отметить, что Хейдт исследовал процессы биологического фотосинтеза в кислых растворах перхлората, который был использован в этой работе в виду того, что он 1) не абсорбирует видимые и ультрафиолетовые лучи, 2) по сравнению с другими отрицательно заряженными ионами проявляет наименьшую тенденцию ассоциироваться в воде с другими ионами или молекулами и 3) совершенно химически инертен в разбавленных растворах. Хейдт установил, что это наиболее инертный прозрачный поглотитель, способный суш,ествовать в разбавленном водном растворе. [c.169]

Теория сольвосистем. Эта теория кислот и оснований сложилась благодаря работам Франклина, Джермана, Кеди и других. Согласно взглядам этих исследователей каждому водоподобному растворителю соответствует своя система кислот и оснований. Кислоты И основания в водном растворе 1и вода являются одной из таких систем. В настоящее время доказано, что, помимо воды, существует много других неорганических и органических растворител1ей, которые в результате самоионизации образуют ионы, аналогичные по своей природе ионам, образующимся при электролитической диссоциации воды. Ионы водорода, в силу присущих им свойств, связываются в растворах с молекулами растворителя и образуют положительно заряженные ионы. Самоионизацию воды, жидкого аммиака и безводной уксусной кислоты можно представить в виде следующих уравнений [c.9]

Смысл константы становится ясным из следующих рассуждений. Образование мицелл ионогенных ПАВ связано с электрической работой сил отталкивания одноименно заряженных ионов. При введении мицеллообразующего иона в поверхность мицеллы интегральная работа электрических сил равна е Ьп, где е — элементарный электрический заряд, фо—электрический потенциал на поверхности мицеллы. Однако каждый поверхностно-активный ион из-за сопровождающих его противоионов сообщает мицелле заряд, несколько меньший, чем е. Тогда эффективная электрическая работа на один длинноцепочечный ион при мицеллообразовании будет равна К е%, где Величина характеризует, таким образом, влияние противоионов на электрическую энергию мицеллопбпазования. Она может быть определена из зависимости ККМ от концентрации противоионов в растворе [c.135]

Подробное исследование методов амперометрического определения иодида с платиновым вращающимся электродом провели Кольтгоф и Иордан Иодид, как это было показано и другими работами окисляется на платиновом электроде до свободного иода, и в зависимости от условий даже до положительно заряженного иона 1+ и кислородсодержащих анионов 10 , Юз» и т. д. На диффузионном токе окисления иодида основано анодное определение серебра и ртути (см. соответствующие разделы). Этот же анодный ток может быть использован и для определения самого иодида. Кольтгоф и Иордан в упомянутой работе показали, что окислёние иодида различными окислителями до однозарядного положительного иона проходит особенно хорошо в тех условиях, когда в растворе присутствуют ионы, образующие определенные соединения с I+, например цианиды или ацетон. В первом случае образуется I N, во втором — h3I O h4. [c.217]

Важное значение в топливном элементе имеет электролит. При низких температурах (100—240°) электролитом обычно служат растворы кислот и щелочей для высо котемнературных генераторов предполагается применять расплавы солей, например расплавленные карбонаты щелочных металлов, впитанные в окись магния, пригодны при 550—800°. Для температуры выше 1000° используются твердые электролиты, причем ток в таких электролитах должен переноситься только отрицательно заряженными ионами кислорода. Этому требованию удовлетворяет, например, двуокись циркония и некоторые другие сложные системы. Электроды высокотемпературных элементов менее чувствительны к отравлению это позволяет расширить ассортимент материалов для электродов и снижает требования к очистке топлива. Но зато резко увеличивается коррозия электродов и конструктивных узлов топливного элемента. В результате часто наблюдаются изменения структуры электрода и его растрескивание. По этим причинам срок службы высокотемпературных элементов исчисляется лишь месяцами, тогда как низкотемпературные элементы работают годы. [c.102]

Неустойчивость потенциала нержавеющих сталей в растворах хлоридов, которая наблюдается на кривых заряжения, можно объяснить следующим образом. В одной из наших работ [22], выполненной при помощи радиоактивных индикаторов, было показано, что процесс активирования поверхности хлорид-ионами носит адсорбционный характер. Поэтому при анодной поляризации, сдвигающей потенциал нержавею-дцей стали в положительную сторону, сильно облегчается адсорбция отрицательно заряженных ионов С1 . Адсорбированные ионы хлора вытесняют с поверхности кислород, что нарушает пассивное состояние сплава. Естественно, что активирование легче всего произойдет на тех участках, где кислород по тем или иным причинам менее прочно связан -с поверхностью металла. Потенциал этих активированных участков станет более отрицательным по отношению к остальной запассивированной поверхности, что неизбежно вызовет работу активно-пассивных гальванических элементов и общий потенциал поверхности сместится в отрицательную сторону. Такое изменение общего потенциала вызовет десорбцию хлорид-ионов и ослабление их активирующего действия. Благодаря адсорбции кислорода участки поверхности, пассивное состояние которых было нарушено хлорид-ионами, вновь запассивируются. Потенциал электрода сдвинется в положительную сторону, что облегчит адсорбцию хлорид-ионов и повторное активирование поверхности. [c.304]

В последующих работах Фаянса было установлено влияние заряда поверхности осадка на адсорбцию ионов из раствора. На основании работ Гельмгольца, Гун и Штерна об образовании на поверхности осадков солей, находящихся в растворе, двойного электрического слоя, Ганом был сформулирован закон Радиоактивный элемент адсорбируется на полярных кристаллах в том случае, если поверхность кристалла имеет заряд, противоположный знаку заряда иона радиоактивного элемента. При этом адсорбция идет тем сильнее, чем менее растворимо или диссоциировано соединение радиоактивного элемента с противоположно заряженными ионами решетки кристаллов . [c.69]

Что такое ион? Как образуются ионы? | Химия. Шпаргалка, шпора, формула, закон, ГДЗ, опыты, тесты, сообщение, реферат, кратко, конспект, книга

Кроме атомов и молекул существует еще один вид частиц. Они заряжены и, в отличие от электронейтральных частиц, способны двигаться в электрическом поле.

Ионы — это заряженные одно- или многоатомные частицы.

Ионы входят в состав многих веществ. В частности, хорошо известные поваренная соль (рис. 7.2) и питьевая сода — ионные вещества.

Мрамор и мел также состоят из ионов.

Ионы содержатся во многих естественных растворах: морской воде, грунтовых водах и водах минеральных источников. Вследствие работы электронных приборов (телевизоров, компьютеров) в воздухе появляются вредные для здоровья положительные аэроионы. А вот свежий воздух в лесу, у реки или на морском побережье обогащен отрицательными аэроионами.

Рис. 7.2. Поваренная соль — ионное вещество

Если атом утратит определенное количество электронов, он приобретет положительный заряд и превратится в положительный ион.

Положительные ионы называют катионами.

Присоединив определенное количество электронов, атом приобретет отрицательный заряд и превратится в отрицательный ион.

Отрицательные ионы называют анионами.

Термин «ионы» (от греч. ion — «идущий») предложил М Фарадей в 1834 г.

Посмотри на рисунок 7.3 Атомы натрия потеряли по одному электрону и превратились в катионы Na⁺.

Атомы хлора присоединили по одному электрону и превратились в анионы Cl^—.

Обрати внимание: знак и величину заряда иона обозначают правым верхним индексом. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Рис. 7.3. Схема образования ионного кристалла хлорида натрия

На этой странице материал по темам:

Как образуется положительный ион это
Что такое ионны
Что такое ион в химии
Что такое ион химия
Химическое оприделение что такое ионы

Вопросы по этому материалу:

Почему нужно регулярно проветривать помещение и бывать на свежем воздухе?
Имеет ли заряд
кристалл галита (каменной соли)?

Ионизация воздуха | Teplo-Nova

Ионизация воздуха

Другое интересное свойство инфракрасной отопительной системы «Heat Plus» — повышение концентрации в помещении отрицательно заряженных ионов. В городском воздухе, работающая инфракрасная пленка «Heat Plus» повысит содержание отрицательно заряженных ионов в 4 раза. Аналоги — многочисленные генераторы аэроинов от «люстр Чижевского» до современных сложных систем.

Анионное излучение (ионизация воздуха).

Анион (от греч. ana — вверх и ion — идущий), отрицательно заряженный ион в электрическом поле движется к положительному электроду - аноду.

Анионы оказывают благоприятное воздействие на человеческий организм (ионизация воздуха). Анионы, соединяясь с кислородом воздуха, образуют ионизированный кислород, способный улучшить иммунные качества человеческого организма и предотвратить многие заболевания. Анионы очищают, стерилизуют воздух и придают ему антисептические качества. Функция генерации анионов (ионизации) автоматически включается при включении обогревателя.

Ионизация воздуха (приобретение воздухом электрических зарядов — аэроионов) — естественный процесс, происходящий в природе под действием различных природных факторов.

Лечебный эффект ионизации воздуха

Ионизация воздуха необходима для создания в помещениях оптимальной концентрации отрицательно заряженных ионов, которые необходимы для нормальной жизнедеятельности организма. Лишенный ионов воздух — «мертвый», ухудшает здоровье и ведет к заболеваниям. Мы тяжело переносим скученность, места, где скапливается много народа. Человек выделяет с дыханием положительные ионы. Работающие электронагревательные приборы, экраны дисплеев и телевизоров так же вырабатывают положительные ионы. Это подтверждается многочисленными опытами А. Л. Чижевского и других ученых. А. Л. Чижевский доказал, что отрицательные ионы воздуха биологически благотворны, а положительные ионы оказывают вредное воздействие на организм.

Примеры природной ионизации воздуха: Для сравнения — естественная концентрация отрицательных ионов на открытом воздухе 1000.. 10000 ионов/куб.см, а в помещении падает до 40.. 100 ионов/куб.см.

Морской прибой. При разбрызгивании жидкости мелкие капельки ее заряжаются отрицательно и при испарении отдают свой заряд воздуху, происходит насыщение его отрицательными ионами.

В горах так же дышится легко. Там усилена ионизация за счет более сильного потока ультрафиолетовых лучей, неослабленных атмосферой. Во время грозы так же происходит ионизация за счет электрических разрядов.

Ионизация воздуха уменьшает токсичность воздуха и очищает его от пыли, микробов. Взвешенные частицы загрязнений и пыли электризуются и оседают на потолок, стены, пол. Воздух очищается.

В настоящее время народная корейская медицина, кожные отделения, ортопедия и т.п. используют недавно разработанные аппараты с применением инфракрасного излучения.

Что такое отрицательно заряженные ионы?

В атмосфере находится большое количество микроскопических частиц воздуха (ионов) со слабым электрическим зарядом. Положительно заряженные ионы(катионы) движутся к отрицательному полюсу, а отрицательно заряженные, движущиеся к положительному полюсу называются анионами.

Они образуются под воздействием большого количества энергии на атом или молекулу.

Общие свойства:

Доказано, что зависимость концентрации в атмосфере отрицательно заряженных (-) ионов оказывает положительное воздействие при лечении. Содержание более 1000 анионов на 1м3 повышает активность (?)-излучения головного мозга, устраняет последствия напряженности и беспокойства, проявляющиеся в астматических симптомах и мигренях, подавляет выработку гистамина, вызывающего заболевания органов дыхания, повышает ионизацию минеральных компонентов крови, способствует релаксации, подщелачиванию кровеносной среды организма, укрепляет функции респираторной имунной системы.

Отдельные свойства:

Релаксация

Благодаря высокой концентрации отрицательных ионов в сосновом лесу, вблизи водопадов или фонтанов мы чувствуем себя особенно хорошо, можем по-настоящему расслабиться и ощутить прилив бодрости.

Антиоксидантное воздействие на клетки.

Отрицательно заряженные ионы отдают свой электрон активным формам кислорода, что предотвращает окисление клеток и повышенное образование свободных радикалов (реакция восстановления). (Активизирует действие защитных сил организма).

Ощелачивание крови.

Отрицательно заряженные ионы обладают эффектом преобразования состава крови, т.е. преобразуют окисленную кровь в умеренно щелочную. (Активизирует обменные процессы организма на межклеточном уровне, способствует релаксации.)

Укрепление нервной и эндокринной системы.

Способствует улучшению функций вегетативной нервной системы, нормализации функций эндокринной системы, оказывает положительное воздействие на центральную и периферийную нервную систему, повышает кроветворные способности организма. Укрепление иммунитета способствует повышению общего тонуса и сопростивляемости организма различным заболеваниям.

Оказывает положительное воздействие на лимфодренаж, клеточный метаболизм и нервную систему, что нормализирует функционирование всех органов и систем организма, регулирует работу вегетативной нервной системы и эндокринной системы.

Антиоксидантные и антисептические свойства.

Антиоксидантное действие отрицательно заряженных ионов обладает дезодорирующими и антисептическими свойствами, которые активно применяются для сохранения свежести цветов или рыбы. Отрицательно заряженные ионы иногда еще называют витаминами воздуха.

Поверхностно-активные вещества — Что такое Поверхностно-активные вещества?

Поверхностно-активные вещества — химические соединения, которые, концентрируясь на поверхности раздела фаз, вызывают снижение поверхност

Поверхностно-активные вещества — химические соединения, которые, концентрируясь на поверхности раздела фаз, вызывают снижение поверхностного натяжения.
Основной количественной характеристикой ПАВ является поверхностная активность — способность вещества снижать поверхностное натяжение на границе раздела фаз — это производная поверхностного натяжения по концентрации ПАВ при стремлении С к нулю.

Однако, ПАВ имеет предел растворимости (так называемую критическую концентрацию мицеллообразования или ККМ), с достижением которого при добавлении ПАВ в раствор концентрация на границе раздела фаз остается постоянной, но в то же время происходит самоорганизация молекул ПАВ в объёмном растворе (мицеллообразование или агрегация).

В результате такой агрегации образуются так называемые мицеллы.

Отличительным признаком мицеллообразования служит помутнение раствора ПАВ.

Водные растворы ПАВ, при мицеллообразовании также приобретают голубоватый оттенок (студенистый оттенок) за счёт преломления света мицеллами.

Теоретически любое химическое соединение, имеющее в молекуле гидрофильные и гидрофобные участки, будет поверхностно активным.

Однако в действительности только некоторые из них являются эффективными моющими средствами, стабилизаторамиэмульсий и пен, пленкообразователями и т. д.

По своему применению ПАВ данного класса делятся на смачиватели, солюбилизаторы, эмульгаторы, моющие агенты, пенообразователи.

По химическим свойствам они разделяются на:
-анионные ПАВ — в водном растворе распадаются с образованием отрицательно заряженных ионов;
— катионные ПАВ — в водном растворе распадаются с образованием положительно заряженных ионов;
— амфотерные ПАВ — в водном растворе, в зависимости от рН среды, могут проявлять катионные (в кислой среде рН<7) или анионные (в щелочной среде рН>7) свойства;
— неионогенные ПАВ — в водном растворе не образуют ионов.

Упрощенно действие поверхностно активных веществ можно описать следующим образом.

Благодаря тому, что ПАВ обладают поверхностной активностью, они снижают поверхностное натяжение воды, поэтому загрязнение лучше отстает от поверхности (кожи, волос).

Что и обеспечивает перевод загрязнений в раствор, т. е. отмывку загрязнений.

Происходит это благодаря тому, что молекула ПАВ имеете двойственную структуру один ее конец гидрофильный (т.е. любит воду) другой липофильный (т.е. любит жир).

Анионные ПАВ, отвечают за моющую способность любого щелочного мыла (детского, ручной работы, банного, туалетного и т.п.), а также большинства шампуней и жидких мыл.

В моющих средствах жирорастворимая часть молекулы анионного ПАВ связывает и обволакивает частицы грязи в секрете сальных желез, которые затем вымываются водой.

Одновременно водорастворимая часть молекулы ориентирует эти частицы в сторону от кожи, несущей отрицательный заряд.

При этом жирные загрязнения попадают внутрь молекулы ПАВ, благодаря чему не оседают на поверхности снова.

А уходят вместе с водой, удерживаясь в ней благодаря гидрофильной части.

Первое ПАВ — мыло — «живет» уже почти 4000 лет, однако с 1950^х гг. его несколько потеснили моющие и чистящим средства на основе алкилбензолсульфоната.

Тем не менее, в мире потребляется ежегодно 9 млн. т мыла.

Таким образом, мыло остается наиболее распространенным в мире ПАВ.

ион — www.no-regime.com

Название статьи неоднозначное. Дальнейшие значения перечислены в разделе Ион (значения) .

Ион [ ион ] представляет собой электрический заряженный атом или молекулу .

Атомы и молекулы в нормальном нейтральном состоянии имеют столько же электронов, сколько протонов . Однако, если атом или молекула имеет на один или несколько электронов меньше или больше, чем в нейтральном состоянии, они имеют электрический заряд и называются ионом. Ионы с недостатком электронов заряжены положительно, а с избытком электронов — отрицательно (см. Также зарядовое число ).

Быстрые ионы, движущиеся в одном направлении, изучаются или используются в атомной физике, ядерной физике и физике элементарных частиц, см. Ионное излучение, ионный источник или ускоритель частиц . Плазмы (например, внутри звезды ) представляет собой неупорядоченный ансамбль ионов ( в основном полностью ионизируется, т.е. electronless атомных ядер) и раскол от электронов, которые оба двигаться случайным образом во всех направлениях, таких как молекулы газа, что соответствует высокой температуре, но намного быстрее.

Следующие утверждения в основном относятся к медленным или неподвижным ионам.

В химии положительно заряженные ионы называются катионами, отрицательно заряженными анионами, потому что они мигрируют в электрическом поле в виде ионного тока к катоду («отрицательный полюс» поля) или к аноду («положительный полюс» поля). . В растворителе в форму, окружающую сольватную ионную оболочку из. Из-за электростатического притяжения между анионами и катионами в растворах образуются ионные пары .

История концепции

Термин « ион» происходит от древнегреческого ἰόν ión, немецкого «das Gehende» ( настоящее причастие, активный средний род от древнегреческого ἰέναι iénai, немецкое « идти» ).

В своих исследованиях по электричеству, Майкл Фарадей был недоволен условиями, которые были доступны ему для описания химического разложения под воздействием электрического тока. Поэтому в начале 1834 года он обратился к Уильяму Уэвеллу, среди прочих . Он предложил, среди прочего, термины ион, катион и анион ; с тех пор их использовал Фарадей. Затем они быстро распространились по научной номенклатуре .

Образование ионов

Если вы смешиваете поваренную соль и воду, ионы натрия и хлора растворяются в воде, то есть отделяются друг от друга и по отдельности окружаются молекулами воды.

Ионы образуются из атомов, когда они выпускают или принимают электроны. Хотя разделение зарядов вызывает расход энергии, образующиеся ионы могут быть энергетически выгодными, если они имеют особенно стабильные конфигурации, например, если они соответствуют правилу октетов .

Катионы

Положительно заряженные ионы, так называемые катионы, образуются, когда атомы выделяют электроны. Поскольку ядро атома по-прежнему имеет идентичный положительный заряд (в нейтральном атоме количество протонов в ядре точно соответствует количеству окружающих его электронов), ион полностью проявляется как положительно заряженная частица.

Пример: Металлические ионы, как правило, положительно заряженные.
Уравнение образования иона натрия: Na → Na ⁺ + e ^—
Уравнение образования иона магния: Mg → Mg ²⁺ + 2e ^—
Уравнение образования иона алюминия: Al → Al ³⁺ + 3e ^—
Уравнение образования иона олова: Sn → Sn ⁴⁺ + 4e ^—

Анионы

Отрицательно заряженные ионы ( анионы ) образуются, когда атомы захватывают электроны. Это создает избыток электронов (отрицательных носителей заряда), который больше не уравновешивается существующими протонами (положительными носителями заряда) — преобладают отрицательные заряды, ион заряжен отрицательно.

Пример: Неметаллические ионы, как правило, отрицательно заряженные. {-}}}}

Индекс «s» означает латинский солид или английский язык. солидный, «твердый». Индекс «aq» означает « акватизированный» .

В качестве примера приводится водная среда клеток и организмов ( раствор электролита ). Здесь они играют решающую роль для электрических процессов в мембранах, особенно для возбудимости ( мембранный потенциал, потенциал действия ).

Маркировка

Заряд иона указывает, сколько положительных или отрицательных электрических зарядов у иона. Он обозначается надстрочным арабским числом, за которым следует знак плюс или минус. Общая форма — A ^{n —} или A ^{n +} .

Примеры:

В случае сложных ионов молекула заключена в квадратные скобки, а заряд иона указан в верхнем индексе за скобкой.

В спектроскопии римские цифры также используются для характеристики спектров ионизированных атомов, при этом спектральные линии нейтрального атома обозначаются I (единица). Например, «He I» относится к линиям нейтрального гелия, а «C IV» — к линиям тройного ионизированного углерода .

Свойства ионов

Радиус ионов отличается от соответствующего атома. Радиус катиона меньше — из-за незанятости внешних атомных орбиталей — радиус анионов обычно больше, поскольку внешние орбитали заполнены электронами и / или другие орбитали вновь заняты. В зависимости от отношения заряда к радиусу ионы обладают различными поляризационными эффектами в химических связях .

Ионы с разным зарядом образуют соли за счет ионной связи . Растворы, содержащие ионные вещества, проводят электричество и поэтому называются электролитами . Причиной проведения электрического тока является поступательная подвижность ионов в растворе. Информация о поступательной подвижности ионов в растворе электролита, такая как их коэффициент диффузии или их подвижность в электрическом поле, может быть получена с использованием методов ЯМР в градиенте поля . Измерение также может производиться «классическим методом» «движущейся границы». μ{\ displaystyle \ mu}μ{\ displaystyle \ mu}

Циклический ион — это ион, имеющий кольцевую структуру ( циклические соединения ).

Вхождение

Ионы с более чем тремя недостаточными или избыточными зарядами редко встречаются в химии .

В физике ионов в конкретных экспериментальных целях, например, источники ионов производятся, но они также встречаются в природе, например, солнечный ветер, то Rekombinationsleuchten из метеоров в сияниях, во время грозовой молнии или Elmsfeuer (смотрите также электрический метеор ).

Ионы газа играют роль в процессах проводимости в люминесцентных лампах и других газовых разрядах (электрические искры, молнии). (Почти) полностью ионизированный газ называется плазмой .

Ионизированные благородные газы могут образовывать ионные связи. Галогенидные соединения благородных газов используются в эксимерных лазерах .

В случае молекул с двумя или более функциональными группами может случиться так, что они будут иметь положительный заряд на одной группе и отрицательный заряд на другой (в целом молекула тогда нейтральна). Такие полярные молекулы также известны как цвиттерионы . База данных атомных спектров NIST

↑ Карл Х. Хаманн, Вольф Вильстих: Электрохимия I: Электролитическая проводимость, потенциалы, межфазные границы. 2-е издание. VCH Verlagsgesellschaft mbH, Ольденбург и Бонн 1985, ISBN 3-527-21100-4 .

Bonding in Metals | Protocol (Translated to Russian)

9.14: Соединения металлов

Металлические связи образуются между двумя атомами металла. Пол Дрюде назвал модель электронного моря упрощенной моделью для описания металлического связывания.

Модель электронного моря

Большинство атомов металла не обладают достаточным количеством валентных электронов для образования ионного или ковалентного соединения. Тем не менее, электроны валентности в атомах металла свободно удерживаются из-за низкой электроотрицательности или притяжения к ядру. Энергия ионизации атомов металла (энергия, необходимая для удаления электрона из атома) низка, что облегчает удаление валентных электронов из родного атома. Атом образует положительно заряженный ион металла, в то время как свободные внешние электроны существуют как отрицательно заряженные делокализованные электронные облака. Эти электроны могут быть поделены несколькими соседними метал-катиями посредством сильной, привлекательной силы между этими отрицательно и положительно заряженными видами. Такое притягивание между отрицательно заряженными электронами и катионами металла называется металлическими связями, удерживающими атомы вместе. Эта модель электронного моря отвечает за большинство физических свойств металлов, таких как проводимость тепла и электричества, высокие температуры плавления и кипения, ковкость и пластичность.

Металлические твердые тела

Модель электронного моря обладает несколькими металлическими свойствами, включая высокую теплопроводность и электрическую проводимость, металлический блеск, пластичность и ковкость. Делокализованные электроны могут проводить как электричество, так и тепло от одного конца металлического объекта к другому с низким сопротивлением. Металлическая связь не между двумя специфическими атомами металла, а между ионами металла и многими делокализованными электронами, что позволяет металлам деформироваться под давлением и нагреваться без разрушения. Различные металлы, такие как железо, ртуть или медь, отличаются своими физическими свойствами, что отражает разницу в прочности металлических соединений между металлами.

Металлические твердые частицы, такие как кристаллы меди, алюминия и железа, образуются атомами металла: Все они обладают высокой теплопроводностью и электропроводностью, металлическим блеском и ковальностью. Многие из них очень трудны и довольно сильны. Из-за своей ковкости (способности к деформации под давлением или при ударе) они нераскалываются и, следовательно, могут быть использованы, как строительные материалы. Точки плавления металлов сильно различаются. Ртуть является жидкостью при комнатной температуре, а щелочные металлы расплавляются при температуре ниже 200 °C. Несколько металлов после перехода также имеют низкие точки плавления, в то время как переходные металлы плавляются при температурах выше 1000 °C. Эти различия отражают различия в прочности металлического соединения между металлами.

Этот текст адаптирован из Openstax, Химия 2е изд., раздел 10.5: Твердое состояние материи.

Образование отрицательных ионов при ударе положительных ионов о поверхности

Квантовая теория отрицательных ионов в настоящее время значительно развита (Massey and Smith 1936; Massey 1938), но из-за трудностей вычислений обычно необходимо предположить, что чем доказать, что данный ион существует, а затем обсудить вероятность его образования различными процессами. Описанная здесь работа является вкладом в экспериментальную сторону этого предмета. Он возник в результате предполагаемой попытки измерить поперечное сечение захвата атомов ртути электронами в качестве подтверждения неопубликованной тогда теории этого процесса Мэсси и Смита (1936).Приняв во внимание это, стало ясно, что эксперимент будет необычайно трудным. Поэтому, прежде чем продолжить, было решено проверить существование Hg ^– как стабильного объекта, что предполагается в квантовой теории. это вызывало сомнение, поскольку Стиллу (1933) в некоторых тщательных экспериментах недавно не удалось получить его из плазмы различных форм разряда через пары ртути, хотя известно, что отрицательные ионы имеют тенденцию накапливаться в таких областях (Emeleus and Sayers 1938).Пока один из нас повторял свои эксперименты с модификациями, которые привели по существу к тем же результатам и будут описаны в другом месте, Арно и Миллиган (1936 b ) сообщили, что они получили Hg ^– путем бомбардировки металлических поверхностей Hg ^{. +}. Сравнение их работы с нашей собственными показало только одно существенное отличие, а именно то, что конструкция их устройства не позволяла дегазировать in situ , и это условие удовлетворялось с нашими трубками.И по этой причине, и из-за внутренней важности их открытия было сочтено желательным повторить часть их работы с устройством, геометрически похожим по конструкции электродов, но способным дегазировать в печи под вакуумом. Нам снова не удалось получить Hg ^– после того, как аппарат был дегазирован, и в процессе эксплуатации было получено меньшее количество Hg ^–. Однако всегда присутствовало несколько легких отрицательных ионов с избыточной энергией, обнаруженной Арно и Миллиганом (1936 b ) с Hg ^–.Условия, в которых они образовывались, привели нас к предположению, что они образовались в результате бомбардировки металлических поверхностей положительными ионами ртути (Press 1937; Sloane 1937), а не захвата электронов положительными ионами того же вида, процесс, предложенный Арно. и Миллиган (1936 b ). О существовании процесса этого типа, который можно удобно назвать «распыление» (Sloane and Press, 1938), также свидетельствует некоторая более ранняя работа Дж. С. Томпсона (1931), которая, насколько нам известно, никогда не публиковалась в деталь.Однако невозможно однозначно определить ион (например, CO ^—), когда он ударяется о поверхность, до тех пор, пока отрицательные ионы образуются на поверхности металла в плазменной или ионизационной камере. Нельзя упускать из виду возможность образования отрицательного иона из своего собственного положительного иона, поскольку последний может присутствовать в плазменной или ионизационной камере, а CO ⁺, например, в нашей работе фактически показано, что он находится там от масс-спектры положительных ионов, хотя в количестве только 1% Hg ⁺.Однозначного решения по этому вопросу можно достичь только сначала изолировав конкретный положительный ион с помощью масс-спектрографа, затем бомбардируя им поверхность в высоком вакууме и, наконец, выполнив масс-спектрографический анализ и анализ распределения энергии образовавшихся отрицательных ионов. . Для этой цели мы построили двойной масс-спектрограф и обнаружили, что отрицательные ионы одного вида, обладающие энергией, превышающей энергию, сообщаемую им ускоряющими полями, могут быть получены путем бомбардировки положительными ионами другого типа (Sloane and Press 1938).Описание экспериментов с одиночным масс-спектрографом приведено в 1. Эксперименты с двойным масс-спектрографом описаны в 2.

Отрицательных ионов

Образование отрицательных ионов

Каким образом фтор завершит свой октет?

Сначала исследуйте электронное устройство атома. Атомный число девять, следовательно, есть девять электронов и девять протоны на нейтральном атоме фтора.Напишите диаграмму Бора и символ Льюиса для фтора: (см. рисунок справа)

Этот анализ показывает, что фтор уже имеет семь электронов на внешнем уровне. Ближайший редкий газ — неон с 8 электронами на внешнем энергетическом уровне. Следовательно только один дополнительный электрон необходим для завершения октета в атоме фтора, чтобы сделать ион фтора. Если один электрон добавлены диаграммы Бора и символы Льюиса для фтора и неон идентичны.Правило октетов выполнено.

Ионный заряд?

Какой заряд фтора в результате добавления единицы электрон? Сравнение атома и иона даст следующее отвечать.

Атом фтора		Ион фтора *
9 п +	до завершения	9 п +	Протоны идентичны по атому и иону.Отрицательный заряд вызван избыточными электронами
10 н	октет	10 н
9 e-	добавить 1 электрон	10 e-
0 заряд		— 1 заряд

* Окончание имени «ide» означает простой отрицательный ион.

КРАТКИЙ ПРИНЦИП ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ИОНОВ

Отрицательный ион образуется добавлением отрицательно заряженных электроны. Протоны не меняются. Только неметаллические атомы с 1-3 электрона, отсутствующих на внешнем уровне , добавляют электроны к пройдите этот уровень, как ближайший редкий ga s. Металлы никогда образуют отрицательные ионы.

Правило октетов: Элементарные атомы обычно теряют, приобретают или делятся электронами с другие атомы
, чтобы достичь такой же электронной структуры, как ближайший инертный газ с восемью
электроном на внешнем уровне.

Наука на расстоянии


	Ионы
Протоны и электроны	На каждый протон в атомном центре, где-то на орбитали, будет электрон. Протон несет положительный заряд (+), а электрон несет отрицательный заряд (-), поэтому атомы элементов нейтральны, все положительные заряды нейтрализуют все отрицательные заряды. Атомы отличаются друг от друга количеством содержащихся в них протонов, нейтронов и электронов. Однако их расположение всегда следует одним и тем же принципам.
Вопрос стабильности	Водород и гелий иллюстрируют тот факт, что не все атомы обладают одинаковыми свойствами. Оба являются газами, но газообразный водород очень взрывоопасен, тогда как газообразный гелий полностью инертен и не может вступать в какие-либо химические реакции при нормальных обстоятельствах. Атомы водорода имеют один протон в центре и один электрон на самом низком энергетическом уровне. Атомы гелия, с другой стороны, имеют два протона и два электрона на самом низком энергетическом уровне. Самый низкий энергетический уровень заполнен максимальным количеством электронов. Это очень стабильная конструкция, и, как следствие, гелий представляет собой инертный газ с незначительными химическими свойствами. Водород имеет только один электрон на самом низком уровне энергии. Это очень нестабильная структура, и газообразный водород претерпевает множество реакций, чтобы достичь стабильной электронной конфигурации, в которой его энергетический уровень либо пуст от электронов, либо заполнен электронами. Атомы наиболее стабильны, когда их внешний энергетический уровень либо пуст от электронов, либо заполнен электронами.
Ионы	Атомы натрия имеют 11 электронов. Два из них находятся на самом низком энергетическом уровне, восемь — на втором энергетическом уровне, а затем один электрон — на третьем энергетическом уровне. Это очень нестабильное устройство, и элемент натрия представляет собой смертоносное белое полутвердое вещество с высокой реакционной способностью, которое воспламеняется при контакте с воздухом или прожигает человеческую плоть при контакте.Реактивное вещество. Атомы хлора имеют 17 электронов. Два на низшем уровне, восемь на втором и 7 на третьем энергетическом уровне. Это тоже очень нестабильное устройство. Этот элемент представляет собой газ при комнатной температуре и использовался во время Первой мировой войны в качестве ядовитого атакующего оружия из-за его высокой реактивности с человеческими легкими. Эти два атома созданы друг для друга. Атомы натрия легко отдают единственный электрон на самой внешней орбитали. Этот электрон немедленно улавливается атомом хлора и помещается в последнее пустое пространство на своей внешней орбитали.Теперь оба атомных устройства намного стабильнее. У них обоих есть крайние орбитали, заполненные электронами. Однако за эту стабильность приходится платить. Отказавшись от электрона, атом натрия потерял отрицательный электрический заряд. В нем все еще есть все положительно заряженные протоны, поэтому оставшаяся структура больше не является электрически нейтральной. Имеет чистый положительный заряд (+). Точно так же атом хлора получил этот дополнительный отрицательный заряд и никаких дополнительных протонов, поэтому теперь он несет чистый отрицательный заряд (-).Эти новые атомные структуры называются ионами , а процесс обмена электронами называется ионизация .
Ионные связи	Ионные связи — это тип связи, образованный притяжением между противоположно заряженными ионами. Такие связи образуются, когда внешние электроны одного атома (например, натрия) постоянно переносятся на другой атом (например, хлор).Атом, потерявший электрон, становится положительно заряженным ионом (называемым катионом ), а атом, который улавливает лишний электрон, становится отрицательно заряженным ионом (называемым анионом ). Противоположные заряды притягиваются друг к другу, в то время как одинаковые заряды отталкиваются. Итак, ионы ориентируются таким образом, что каждый положительный ион оказывается окруженным отрицательными ионами, а каждый отрицательный ион становится окруженным положительными ионами. Ионы располагаются так, что положительные и отрицательные заряды чередуются и уравновешивают друг друга. Хлорид натрия — это твердая пищевая добавка, более стабильная, чем любая из составляющих ее частей, все потому, что внешние энергетические уровни его атомов заполнены электронами.

… теперь вы исследуете ionss для себя.	Если вы читаете это сообщение, а не видите интерактивную анимацию, тогда… Вы, вероятно, используете слишком старый браузер (программное обеспечение, которое размещает Интернет на вашем компьютере) или не поддерживает эти функции. Если вы хотите, вы можете исправить эту ситуацию, обновив до браузера как минимум до Netscape 4.0 или выше (или Internet Explorer 4.0 или выше). Кроме того, вам понадобится подключаемый модуль Sockwave, установленный в вашем браузере (примечание: иногда браузеры поставляются с уже установленным подключаемым модулем — проверьте).

Уровни энергии, электроны и ионная связь | Глава 4: Периодическая таблица и связь

Покажите видео, на котором металлический натрий реагирует с газообразным хлором.

Проецировать видео Реакция натрия и хлора.

Перед тем, как начать просмотр видео, скажите студентам, что хлор — это зеленоватый ядовитый газ, а натрий — блестящий, мягкий и очень реактивный металл. Но когда они вступают в реакцию, они образуют хлорид натрия (поваренная соль).Скажите студентам, что на видео капля воды помогает обнажить атомы на поверхности натрия, чтобы они могли вступить в реакцию с хлором. При образовании кристаллов соли выделяется много энергии.

Примечание. Если ученики спросят, производится ли соль, которую они едят, таким способом на соляных фабриках, ответ будет отрицательным. Соль на Земле была произведена миллиарды лет назад, но, вероятно, не из чистого газообразного хлора и металлического натрия. В наши дни соль добывают из минерала, называемого галитом, или из испаряющейся морской воды.

Покажите анимацию, чтобы представить процесс ионной связи.

Спроектируйте анимацию Ионной связи в хлориде натрия.

Напомните студентам, что при ковалентной связи атомы разделяют электроны. Но есть еще один тип связи, при котором атомы не делятся друг с другом, а вместо этого либо принимают, либо отдают электроны. Это называется ионной связью. На этой анимации показана очень упрощенная модель образования ионов натрия и хлорида.

Примечание. Для упрощения модели ионной связи показаны отдельные атомы натрия и хлора. В действительности, атом хлора будет связан с другим атомом хлора как часть газа Cl ₂. Атом натрия был бы одним из миллиардов триллионов атомов натрия, связанных вместе как твердое тело. Комбинация этих веществ представляет собой сложную реакцию между атомами двух веществ. На анимации показаны отдельные отдельные атомы, чтобы проиллюстрировать идею образования ионов и ионных связей.

Объясните, что происходит во время анимации.

Скажите студентам, что притяжение протонов натрия и хлора к электронам другого атома сближает атомы. Хлор имеет более сильное притяжение для электронов, чем натрий (показано более толстой стрелкой). В какой-то момент во время этого процесса электрон натрия переносится на хлор. Натрий теряет электрон, а хлор приобретает электрон.

Скажите студентам, что когда атом получает или теряет электрон, он становится ионом.

Натрий теряет электрон, в результате чего остается 11 протонов, но только 10 электронов. Поскольку у натрия на 1 протон больше, чем электронов, у натрия есть заряд +1, что делает его положительным ионом.
Хлор получает электрон, оставляя ему 17 протонов и 18 электронов. Поскольку у него на 1 электрон больше, чем у протонов, хлор имеет заряд -1, что делает его отрицательным ионом.
Когда образуются ионы, атомы приобретают или теряют электроны до тех пор, пока их внешний энергетический уровень не заполнится.
- Например, когда натрий теряет один внешний электрон с третьего энергетического уровня, второй уровень становится новым внешним энергетическим уровнем и заполняется. Поскольку эти электроны находятся ближе к ядру, они удерживаются более плотно и никуда не денутся.
- Когда хлор получает электрон, его третий энергетический уровень заполняется. Дополнительный электрон не может присоединиться, потому что он должен войти на четвертом энергетическом уровне. Так далеко от ядра электрон не будет чувствовать достаточного притяжения протонов, чтобы оставаться стабильным.
Затем положительный ион натрия и отрицательный ион хлорида притягиваются друг к другу и образуют ионную связь. Ионы более стабильны, когда они связаны, чем когда они были в виде отдельных атомов.

Попросите учащихся описать процесс ионной связи в хлориде натрия на своих рабочих листах.

Раздайте каждому учащемуся лист с упражнениями.

Попросите учащихся написать короткие подписи под каждой картинкой, чтобы описать процесс ковалентной связи и ответить на первые три вопроса.Остальная часть листа деятельности будет заполнена в классе, в группах или индивидуально в зависимости от ваших инструкций.

Спроецировать изображение Ионная связь в хлориде натрия.

Повторите со студентами процесс ионной связи, описанный в анимации.

Помогите студентам написать короткую подпись рядом с каждой картинкой, чтобы описать процесс ионной связи в ионах натрия и хлорида.

Атомы натрия и хлора находятся рядом друг с другом.
Протоны двух атомов притягивают электроны другого атома. Более толстая стрелка показывает, что хлор имеет более сильное притяжение электронов, чем натрий.
Во время взаимодействия между атомами электрон на внешнем энергетическом уровне натрия передается на внешний энергетический уровень атома хлора.
Поскольку натрий потерял электрон, у него 11 протонов, но только 10 электронов. Это делает натрий положительным ионом с зарядом +1.С тех пор, как хлор приобрел электрон, он имеет 17 протонов и 18 электронов. Это делает хлорид отрицательным ионом с зарядом -1.
Положительный ион натрия и отрицательный ион хлорида притягиваются друг к другу. Они образуют ионную связь и образуют ионное соединение NaCl.

Покажите студентам модель кристалла хлорида натрия и попросите их идентифицировать ионы.

Спроецировать изображение Кристалл хлорида натрия.

Обсудите со студентами процесс ионной связи, показанный на анимации, чтобы студенты поняли, почему ионы натрия положительны, а ионы хлора отрицательны.

Напомните учащимся, что масштаб любой модели атомов, ионов или молекул огромен по сравнению с действительным размером. В одной крупинке соли есть миллиарды триллионов ионов натрия и хлорида.

Спросите студентов:

Какой ион больший шар с отрицательным зарядом?: Ион хлора.
Что сделало это отрицательным?: Он получил электрон.
Какой ион с положительным зарядом?: Ион натрия.
Что положительного?: Он потерял электрон.

Попросите учащихся понаблюдать за реальными кристаллами хлорида натрия и соотнести их форму с молекулярной моделью.

Это задание, состоящее из двух частей, поможет студентам увидеть взаимосвязь между расположением ионов в модели кристалла хлорида натрия и кубической формой реальных кристаллов хлорида натрия.

Подготовка учителей

За день до урока растворите около 10 граммов соли в 50 мл воды. Используйте чашки Петри или ножницы, чтобы вырезать 5 или 6 прозрачных пластиковых стаканчиков, чтобы сделать пластиковую посуду неглубокой. Налейте достаточно соленой воды, чтобы покрыть дно каждой посуды (по 1 на каждую группу).Оставьте посуду на ночь, чтобы она испарилась, чтобы образовались новые кристаллы соли.

Материалы для каждой группы

Черная бумага
Соль
Чашка с солью из испаренной соленой воды
Лупа
Перманентный маркер

Материалы на каждого ученика

2 маленьких шара из пенопласта
2 больших шара из пенополистирола
2 зубочистки

Процедура, часть 1

Обратите внимание на кристаллы хлорида натрия.
1. Насыпьте несколько крупинок соли на лист черной бумаги. С помощью лупы внимательно посмотрите на соль.
2. Используйте лупу, чтобы посмотреть на кристаллы соли в чашке.

Спроецировать изображение Кубический хлорид натрия.

Изображение показывает увеличенное изображение обычной поваренной соли и модель ионов натрия и хлорида, составляющих кристалл соли.

Спроектируйте анимацию «Кристалл хлорида натрия».

Зеленые сферы представляют отрицательно заряженные ионы хлорида, а серые сферы — положительно заряженные ионы натрия.

Спросите студентов:

Что фотография, молекулярная модель и ваши наблюдения реальных кристаллов соли говорят вам о структуре соли?: В каждом случае соль имеет форму куба.

Попросите учащихся построить трехмерную модель хлорида натрия.

Каждый студент будет производить 1 единицу хлорида натрия. Учащиеся каждой группы собирают вместе свои блоки хлорида натрия. Вы можете помочь группам объединить свои структуры в классную модель кристалла хлорида натрия.

Процедура, часть 2

Сделайте установки для NaCl.
1. Используйте маркер, чтобы поставить «-» на большие шары, которые представляют ионы хлора.
2. Используйте маркер, чтобы поставить «+» на маленькие шарики, которые представляют ионы натрия.
3. Сломайте две зубочистки пополам. Используйте одну из половинок зубочисток, чтобы соединить центры малых и больших ионов вместе, чтобы образовать единицу хлорида натрия (NaCl). Проделайте то же самое с другим маленьким и большим шаром.
4. Используйте другую половинку зубочистки, чтобы соединить два блока NaCl по прямой линии, как показано.

Соедините ионы NaCl вместе, чтобы образовать один слой ионов.
1. Добавьте свою линию ионов в группу и расположите их так, чтобы получился квадрат ионов 4 × 4.
2. Используйте половинки зубочисток, чтобы прикрепить концы каждой лески, чтобы удерживать ионы вместе. Вам нужно только вставить зубочистки в шарики в конце каждой линии.

Постройте классный кристалл хлорида натрия.
1. Передайте слой ионов вашей группы своему учителю.Ваш учитель сложит их, чтобы построить модель кристалла хлорида натрия.

Обратите внимание на то, что куда бы вы ни посмотрели на кристалл, ион натрия и ион хлорида всегда окружены ионом с противоположным зарядом. Эти противоположные заряды удерживают ионы вместе в кристалле.

Спросите студентов

Почему кристаллы соли имеют форму кубов, исходя из того, как связываются вместе ионы натрия и хлора?: Размер и расположение ионов образуют куб на молекулярном уровне.Поскольку узор повторяется снова и снова одним и тем же способом, форма остается неизменной, даже когда кристалл становится обычного размера, который мы можем видеть.

Покажите студентам, как атомы кальция и хлора связываются с образованием ионного соединения хлорида кальция.

Сообщите студентам, что существует еще одно распространенное вещество — хлорид кальция (CaCl ₂). Это соль, которую используют на обледенелых тротуарах и дорогах.Объясните: когда кальций и хлор вступают в реакцию, они производят ионы, такие как натрий и хлор, но ион кальция отличается от иона натрия.

Спросите студентов:

Как вы думаете, из каких ионов состоит CaCl ₂?: Один ион кальция и два иона хлорида.

Спроектировать анимацию «Ионная связь хлорида кальция».

Отметьте, что кальций теряет два электрона, становясь ионом +2.Каждый из двух атомов хлора получает один из этих электронов, что делает их каждый ион -1. Помогите учащимся понять, что 1 ион кальция связывается с 2 ионами хлорида с образованием хлорида кальция (CaCl ₂), который является нейтральным.

Некоторые атомы получают или теряют более 1 электрона. Кальций теряет 2 электрона, когда становится ионом. Когда ионы объединяются, чтобы сформировать ионную связь, они всегда соединяются в числах, которые в точности нейтрализуют положительный и отрицательный заряд.

Спроецировать изображение Ионная связь хлорида кальция.

Повторите со студентами процесс ионной связи, описанный в анимации.

Попросите учащихся написать короткие подписи под каждой картинкой, чтобы описать процесс ионной связи в ионах натрия и хлорида.

Один кальций и два хлора находятся рядом.
Протоны атома кальция притягивают электроны атома хлора. Протоны двух атомов хлора сильнее притягивают электроны от атома кальция, как показано более толстыми стрелками.
Во время взаимодействия между атомами два электрона на внешнем энергетическом уровне кальция передаются на внешний энергетический уровень каждого из атомов хлора.
Поскольку кальций потерял два электрона, у него 20 протонов, но только 18 электронов. Это делает кальций положительным ионом с зарядом 2+. Поскольку каждый атом хлора получил электрон, каждый из них имеет 17 протонов и 18 электронов. Это делает каждый хлорид отрицательным ионом с зарядом -1.
Противоположно заряженные ионы притягиваются друг к другу, образуя ионную связь.Связанные ионы более стабильны, чем отдельные атомы.

Ионы и ионные соединения

3.4 Ионы и ионные соединения

Цели обучения

Узнайте, как образуются ионы.
Узнайте характерные заряды ионов.
Составьте правильную формулу ионного соединения.
Сгенерировать собственное имя для ионного соединения.

До сих пор мы обсуждали элементы и соединения, которые являются электрически нейтральными. У них такое же количество электронов, что и у протонов, поэтому отрицательные заряды электронов уравновешиваются положительными зарядами протонов. Тем не менее, это не всегда так. Электроны могут переходить от одного атома к другому; когда они это делают, образуются виды с общими электрическими зарядами. Такие разновидности называются ионами, разновидностями с общим электрическим зарядом. Виды с общими положительными зарядами называются катионами, разновидностями с общим положительным зарядом., в то время как частицы с общим отрицательным зарядом называются анионами, частицы с общим отрицательным зарядом .. Помните, что ионы образуются только тогда, когда электронов перемещаются от одного атома к другому; протон никогда не перемещается от одного атома к другому. Соединения, образованные из положительных и отрицательных ионов, называются ионными соединениями. Соединения, образованные из положительных и отрицательных ионов.

Отдельные атомы могут приобретать или терять электроны. Когда они это сделают, они станут одноатомными ионами. Когда атомы приобретают или теряют электроны, они обычно получают или теряют определенное количество электронов и, таким образом, приобретают характерный общий заряд.В таблице 3.6 «Одноатомные ионы разного заряда» перечислены некоторые общие ионы с точки зрения того, сколько электронов они теряют (образуют катионы) или приобретают (образование анионов). Об ионах в Таблице 3.6 «Одноатомные ионы разного заряда» следует обратить внимание на несколько моментов. Во-первых, каждый элемент, образующий катионы, является металлом, за исключением одного (водорода), в то время как каждый элемент, образующий анионы, является неметаллом. На самом деле это одно из химических свойств металлов и неметаллов: металлы имеют тенденцию образовывать катионы, а неметаллы имеют тенденцию образовывать анионы.Во-вторых, большинство атомов образуют ионы с одним характерным зарядом. Когда атомы натрия образуют ионы, они всегда образуют заряд 1+, но никогда — заряд 2+, 3+ или даже 1–. Таким образом, если вы запомните информацию из Таблицы 3.6 «Одноатомные ионы с разным зарядом», вы всегда будете знать, какие заряды образуют большинство атомов. (В главе 9 «Химические связи» мы обсудим , почему атомов образуют заряды, которые они образуют.)

Таблица 3.6 Одноатомные ионы разного заряда

Ионы, образованные при потере одного электрона	H ⁺
	Na ⁺
	К ⁺
	руб ⁺
	Ag ⁺
	Au ⁺
Ионы, образованные при потере двух электронов	мг ²⁺
	Ca ²⁺
	Sr ²⁺
	Fe ²⁺
	Co ²⁺
	Ni ²⁺
	Cu ²⁺
	Zn ²⁺
	Sn ²⁺
	рт. Ст. ²⁺
	Пб ²⁺
Ионы, образованные при потере трех электронов	СК ³⁺
	Fe ³⁺
	Co ³⁺
	Ni ³⁺
	Au ³⁺
	Al ³⁺
	Cr ³⁺
Ионы, образованные при потере четырех электронов	Ti ⁴⁺
	Sn ⁴⁺
	Пб ⁴⁺
Ионы, образованные за счет получения одного электрона	Ф ^–
	Класс ^—
	руб. ^–
	I ^—
Ионы, образованные за счет двух электронов	O ²⁻
	S ²⁻
	SE ²⁻
Ионы, образованные за счет трех электронов	N ³⁻
Ионы, образованные за счет трех электронов	П ³⁻

В-третьих, есть некоторые исключения из предыдущего пункта.Некоторые элементы, все металлы, могут образовывать более одного заряда. Например, атомы железа могут образовывать 2+ катионов или 3+ катионов. Кобальт — еще один элемент, который может образовывать более одного возможного заряженного иона (2+ и 3+), в то время как свинец может образовывать 2+ или 4+ катионов. К сожалению, мало кто понимает, какие два заряда может принимать атом металла, поэтому лучше просто запомнить возможные заряды, которые может иметь конкретный элемент.

Обратите внимание на условные обозначения иона. Величина заряда указывается в правом верхнем индексе рядом с символом элемента.Если заряд однократный, положительный или отрицательный, цифра 1 не записывается; если величина заряда больше 1, то записывается число перед знаком + или -. Символ элемента без заряда, написанный рядом с ним, считается незаряженным атомом.

Иону присвоить имя просто. Для катиона просто используйте имя элемента и добавьте слово ion (или, если вы хотите быть более конкретным, добавьте катион ) после имени элемента.Итак, Na ⁺ — ион натрия; Ca ²⁺ — ион кальция. Если элемент имеет более одного возможного заряда, значение заряда указывается после имени элемента и перед словом ion . Таким образом, Fe ²⁺ — это два иона железа, а Fe ³⁺ — это три иона железа. В печати мы используем римские цифры в скобках для обозначения заряда иона, поэтому эти два иона железа будут представлены как катион железа (II) и катион железа (III) соответственно.

Для одноатомного аниона используйте основу имени элемента и добавьте к нему суффикс -ide , а затем добавьте ion . Это похоже на то, как мы называли молекулярные соединения. Таким образом, Cl ^— — это хлорид-ион, а N ^3- — нитрид-ион.

Пример 6

Назовите каждый вид.

O ²⁻
Co
Co ²⁺

Решение

Этот вид имеет заряд 2−, поэтому это анион.Анионы названы с использованием основы имени элемента с добавленным суффиксом -ide . Это оксид-анион.
Поскольку этот вид не имеет заряда, это атом в своей элементарной форме. Это кобальт.
В данном случае атом имеет заряд 2+, значит, это катион. Мы отмечаем из Таблицы 3.6 «Одноатомные ионы с разным зарядом», что катионы кобальта могут иметь два возможных заряда, поэтому в названии иона должно быть указано, какой заряд он имеет. Это катион кобальта (II).

Проверьте себя

Назовите каждый вид.

П ³⁻
Sr ²⁺

Ответы

анион фосфида
катион стронция

Химические формулы для ионных соединений называются ионными формулами. Химическая формула для ионного соединения. Правильная ионная формула содержит катион и анион; ионное соединение никогда не образуется только между двумя катионами или только двумя анионами.Ключ к написанию правильных ионных формул прост: общий положительный заряд должен уравновешивать общий отрицательный заряд. Поскольку заряды на ионах являются характерными, иногда нам нужно иметь более одного катиона или аниона, чтобы сбалансировать общие положительные и отрицательные заряды. Принято использовать наименьшее соотношение ионов, необходимое для уравновешивания зарядов.

Например, рассмотрим ионное соединение между Na ⁺ и Cl ^—. Каждый ион имеет один заряд, один положительный и один отрицательный, поэтому нам нужен только один ион каждого из них, чтобы сбалансировать общий заряд.При написании ионной формулы мы следуем двум дополнительным соглашениям: (1) сначала записываем формулу для катиона, а затем формулу для аниона, но (2) не записываем заряды на ионах. Таким образом, для соединения между Na ⁺ и Cl ^— мы имеем ионную формулу NaCl (рис. 3.5 «NaCl = столовая соль»). Формула Na ₂ Cl ₂ также имеет сбалансированные заряды, но по соглашению используется наименьшее соотношение ионов, по одному каждого из них. (Помните из наших правил написания формул, что мы не пишем нижний индекс 1, если присутствует только один атом определенного элемента.) Для ионного соединения между катионами магния (Mg ²⁺) и оксидными анионами (O ^2-) нам снова нужен только один из каждого иона, чтобы сбалансировать заряды. По соглашению формула — MgO.

Для ионного соединения между ионами Mg ²⁺ и ионами Cl ^— мы теперь рассмотрим тот факт, что заряды имеют разные величины: 2+ на ионе магния и 1− на ионе хлорида. Чтобы сбалансировать заряды с наименьшим возможным количеством ионов, нам нужно иметь два иона хлорида, чтобы сбалансировать заряд на одном ионе магния.Вместо того, чтобы писать формулу MgClCl, мы объединяем два иона хлорида и записываем ее с нижним индексом 2: MgCl ₂.

О чем нам говорит формула MgCl ₂? В формуле два хлорид-иона. Хотя хлор как элемент представляет собой двухатомную молекулу, Cl ₂, элементарный хлор не является частью этого ионного соединения. Хлор находится в форме отрицательно заряженного иона , а не нейтрального элемента . Нижний индекс 2 находится в ионной формуле, потому что нам нужны два иона Cl ^—, чтобы сбалансировать заряд на одном ионе Mg ²⁺.

Пример 7

Напишите правильную ионную формулу для каждого из двух данных ионов.

Ca ²⁺ и Cl ^—
Al ³⁺ и F ^—
Al ³⁺ и O ²⁻

Решение

Нам нужны два иона Cl ^—, чтобы сбалансировать заряд одного иона Ca ²⁺, поэтому правильная ионная формула — CaCl ₂.
Нам нужны три иона F ^–, чтобы сбалансировать заряд иона Al ³⁺, поэтому правильная ионная формула — AlF ₃.
Обратите внимание на то, что с Al ³⁺ и O ^2- ни один из зарядов не является точным кратным другому. Это означает, что мы должны перейти к наименьшему общему кратному, которым в данном случае будет шесть. Чтобы получить в сумме 6+, нам нужно два иона Al ³⁺; чтобы получить 6−, нам нужно три иона O ²⁻. Следовательно, правильная ионная формула — Al ₂ O ₃.

Проверьте себя

Напишите правильные ионные формулы для каждого из двух данных ионов.

Fe ²⁺ и S ²⁻
Fe ³⁺ и S ²⁻

Ответы

FeS
Fe ₂ S ₃

Назвать ионные соединения просто: объедините название катиона и название аниона, в обоих случаях опуская слово ion . Не используйте числовые префиксы, если для балансировки зарядов необходимо более одного иона. NaCl — хлорид натрия, сочетание названия катиона (натрий) и аниона (хлорид). MgO — оксид магния. MgCl ₂ представляет собой хлорид магния — , а не дихлорид магния.

При обозначении ионных соединений, катионы которых могут иметь более одного возможного заряда, мы также должны включать заряд в скобках и римскими цифрами как часть названия.Следовательно, FeS — сульфид железа (II), а Fe ₂ S ₃ — сульфид железа (III). Опять же, в названии нет числовых префиксов. Количество ионов в формуле продиктовано необходимостью сбалансировать положительный и отрицательный заряды.

Пример 8

Назовите каждое ионное соединение.

CaCl ₂
AlF ₃
Co ₂ O ₃

Решение

Используя названия ионов, это ионное соединение называется хлорид кальция. Это не хлорид кальция (II) , потому что кальций образует только один катион, когда образует ион, и он имеет характерный заряд 2+.
Название этого ионного соединения — фторид алюминия.
Мы знаем, что кобальт может иметь более одного заряда; нам просто нужно определить, что это такое. Оксид всегда имеет заряд 2−, поэтому с тремя оксидными ионами общий отрицательный заряд равен 6−. Это означает, что два иона кобальта должны давать вклад 6+, что для двух ионов кобальта означает, что каждый из них равен 3+.Следовательно, собственное название этого ионного соединения — оксид кобальта (III).

Проверьте себя

Назовите каждое ионное соединение.

Sc ₂ O ₃
AgCl

Ответы

оксид скандия
хлорид серебра

Как узнать, предназначена ли формула — и, в более широком смысле, название — для молекулярного соединения или для ионного соединения? Молекулярные соединения образуются между неметаллами и неметаллами, а ионные соединения образуются между металлами и неметаллами.Периодическая таблица Менделеева (рис. 3.2 «Простая таблица Менделеева») может использоваться, чтобы определить, какие элементы являются металлами и неметаллами.

Также существует группа ионов, содержащих более одного атома. Они называются многоатомными ионами. Ионы, которые содержат более одного атома. В таблице 3.7 «Общие многоатомные ионы» перечислены формулы, заряды и названия некоторых общих многоатомных ионов. Только один из них, ион аммония, является катионом; остальные — анионы. Большинство из них также содержат атомы кислорода, поэтому иногда их называют оксианионами .Некоторые из них, такие как нитрат и нитрит, сульфат и сульфит, имеют очень похожие формулы и названия, поэтому необходимо позаботиться о том, чтобы формулы и названия были правильными. Обратите внимание, что многоатомный ион -ite имеет в своей формуле на один атом кислорода меньше, чем -ат-ион, но с тем же ионным зарядом.

Таблица 3.7 Общие многоатомные ионы

Имя	Формула и заряд	Имя	Формула и заряд
аммоний	NH ₄ ⁺	гидроксид	ОН ^—
ацетат	C ₂ H ₃ O ₂ ^— или CH ₃ COO ^—	нитрат	НЕТ ₃ ^—
бикарбонат (гидрокарбонат)	HCO ₃ ^—	нитрит	НЕТ ₂ ^—
бисульфат (гидросульфат)	HSO ₄ ^—	перекись	О ₂ ²⁻
карбонат	CO ₃ ²⁻	перхлорат	ClO ₄ ^—
хлорат	ClO ₃ ^—	фосфат	PO ₄ ³⁻
хромат	CrO ₄ ²⁻	сульфат	СО ₄ ²⁻
цианид	CN ^—	сульфит	СО ₃ ²⁻
дихромат	Cr ₂ O ₇ ²⁻	трииодид	I ₃ ^—

Именование ионных соединений, содержащих многоатомные ионы, происходит по тем же правилам, что и названия других ионных соединений: просто объедините название катиона и название аниона.Не используйте числовые префиксы в названии, если многоатомных ионов более одного; единственное исключение из этого — если название самого иона содержит числовой префикс, например дихромат или трииодид.

Написание формул ионных соединений имеет одно важное отличие. Если для уравновешивания общего заряда в формуле требуется более одного многоатомного иона, заключите формулу многоатомного иона в круглые скобки и напишите правильный числовой индекс справа и после скобок.Таким образом, формула между ионами кальция, Ca ²⁺, и нитрат-ионами, NO ₃ ^—, правильно написана Ca (NO ₃) ₂, а не CaNO ₃₂ или CaN ₂ О ₆. При необходимости используйте круглые скобки. Название этого ионного соединения — просто нитрат кальция.

Пример 9

Напишите правильную формулу и дайте собственное название для каждого ионного соединения, образованного между двумя перечисленными ионами.

NH ₄ ⁺ и S ²⁻
Al ³⁺ и PO ₄ ^3-
Fe ²⁺ и PO ₄ ³⁻

Решение

Поскольку ион аммония имеет заряд 1+, а сульфид-ион имеет заряд 2−, нам нужны два иона аммония, чтобы сбалансировать заряд одного сульфид-иона.Заключив формулу иона аммония в скобки, мы получим (NH ₄) ₂ S. Название соединения — сульфид аммония.
Поскольку ионы имеют одинаковую величину заряда, нам нужен только один из них, чтобы сбалансировать заряды. Формула — AlPO ₄, название соединения — фосфат алюминия.
Ни один из зарядов не является точным кратным другому, поэтому нам нужно перейти к наименьшему общему кратному 6. Чтобы получить 6+, нам нужны три иона железа (II), а чтобы получить 6−, нам нужны два иона фосфата.Правильная формула — Fe ₃ (PO ₄) ₂, а название соединения — фосфат железа (II).

Проверьте себя

NH ₄ ⁺ и PO ₄ ³⁻
Co ³⁺ и NO ₂ ^—

Ответы

(NH ₄) ₃ PO ₄, фосфат аммония
Co (NO ₂) ₃, нитрит кобальта (III)

Приложение «Еда и напитки: Натрий в продуктах питания»

Элемент натрий, по крайней мере в его ионной форме, такой как Na ⁺, является необходимым питательным веществом для жизни человека.Фактически, человеческое тело состоит приблизительно на 0,15% натрия, при этом у среднего человека в любой момент времени содержится от одной двадцатой до одной десятой килограмма килограмма, в основном в жидкостях вне клеток и в других жидкостях организма.

Натрий также присутствует в нашем рационе. Поваренная соль, которую мы используем в наших продуктах, представляет собой ионное соединение натрия. Многие обработанные пищевые продукты также содержат значительное количество натрия, добавленного к ним в виде различных ионных соединений. Почему так много соединений натрия? Обычно соединения натрия недорогие, но, что более важно, большинство ионных соединений натрия легко растворяются.Это позволяет производителям пищевых продуктов добавлять натрийсодержащие вещества в пищевые смеси и знать, что соединение растворяется и равномерно распределяется по пище. Простые ионные соединения, такие как нитрит натрия (NaNO ₂), добавляют в колбасы, такие как бекон и мясные деликатесы, а соединение, называемое бензоатом натрия, добавляют во многие упакованные продукты в качестве консерванта. Таблица 3.8 «Некоторые соединения натрия, добавляемые в пищу» — это неполный список некоторых добавок натрия, используемых в пищевых продуктах.Некоторые из них вы можете узнать после прочтения этой главы. Другие, возможно, вы не узнаете, но все они представляют собой ионные соединения натрия с некоторыми отрицательно заряженными ионами.

Таблица 3.8 Некоторые соединения натрия, добавляемые в пищу

Соединение натрия	Использование в продуктах питания
Ацетат натрия	консервант, регулятор кислотности
Адипат натрия	пищевая кислота
Альгинат натрия	загуститель, растительная камедь, стабилизатор, желирующий агент, эмульгатор
Натрий-алюминийфосфат	регулятор кислотности, эмульгатор
Алюмосиликат натрия	противослеживающий агент
аскорбат натрия	антиоксидант
бензоат натрия	консервант
Бикарбонат натрия	соль минеральная
Бисульфит натрия	консервант, антиоксидант
Карбонат натрия	соль минеральная
Карбоксиметилцеллюлоза натрия	эмульгатор
Цитрат натрия	пищевая кислота
Дегидроацетат натрия	консервант
Эриторбат натрия	антиоксидант
Эриторбин натрия	антиоксидант
Этилпара-гидроксибензоат натрия	консервант
Ферроцианид натрия	противослеживающий агент
Формиат натрия	консервант
натрия фумарат	пищевая кислота
Глюконат натрия	стабилизатор
Гидроацетат натрия	консервант, регулятор кислотности
Гидроксид натрия	соль минеральная
Лактат натрия	пищевая кислота
Малат натрия	пищевая кислота
метабисульфит натрия	консервант, антиоксидант, отбеливатель
Метилпара-гидроксибензоат натрия	консервант
Нитрат натрия	консервант, фиксатор цвета
Нитрит натрия	консервант, фиксатор цвета
Ортофенилфенол натрия	консервант
пропионат натрия	консервант
Пропилпарагидроксибензоат натрия	консервант
Сорбат натрия	консервант
Стеароиллактилат натрия	эмульгатор
сукцинат натрия	регулятор кислотности, усилитель вкуса
Натриевые соли жирных кислот	эмульгатор, стабилизатор, антислеживатель
Сульфит натрия	соль минеральная, консервант, антиоксидант
Сульфит натрия	консервант, антиоксидант
Тартрат натрия	пищевая кислота
Тетраборат натрия	консервант

Использование такого количества соединений натрия в готовых и обработанных пищевых продуктах встревожило некоторых врачей и диетологов.Они утверждают, что средний человек потребляет слишком много натрия из своего рациона. Среднестатистическому человеку требуется всего около 500 мг натрия в день; большинство людей потребляют больше — до 10 раз больше. Некоторые исследования связывают повышенное потребление натрия с высоким кровяным давлением; более новые исследования показывают, что ссылка сомнительна. Тем не менее, были предприняты попытки уменьшить количество натрия, которое большинство людей потребляет каждый день: избегайте обработанных и промышленных продуктов, читайте этикетки на упакованных пищевых продуктах (которые включают указание на содержание натрия), не пересоливайте продукты и употребляйте другие продукты. травы и специи помимо соли в кулинарии.

На этикетках пищевых продуктов указано количество натрия на порцию. На этой этикетке указано, что в одной порции этого продукта содержится 75 мг натрия.

Основные выводы

Ионы образуются, когда атомы теряют или приобретают электроны.
Ионные соединения имеют положительные и отрицательные ионы.
Ионные формулы уравновешивают общий положительный и отрицательный заряды.
Ионные соединения имеют простую систему наименований.
Группы атомов могут иметь общий заряд и образовывать ионные соединения.

Упражнения

Объясните, как образуются катионы.
Укажите заряд, который принимает каждый атом, когда образует ион. Если возможно несколько зарядов, укажите оба.
1. К
2. O
3. Co
Укажите заряд, который принимает каждый атом, когда образует ион. Если возможно несколько зарядов, укажите оба.
1. Ca
2. I
3. Fe
Укажите заряд, который принимает каждый атом, когда образует ион.Если возможно несколько зарядов, укажите оба.
1. Ag
2. Au
3. Br
Укажите заряд, который принимает каждый атом, когда образует ион. Если возможно несколько зарядов, укажите оба.
1. S
2. Na
3. H
Назовите ионы из упражнения 3.
Назовите ионы из упражнения 4.
Назовите ионы из упражнения 5.
Назовите ионы из упражнения 6.
Приведите формулу и название каждого ионного соединения, образованного между двумя перечисленными ионами.
1. Mg ²⁺ и Cl ^—
2. Fe ²⁺ и O ²⁻
3. Fe ³⁺ и O ²⁻
Приведите формулу и название каждого ионного соединения, образованного между двумя перечисленными ионами.
1. К ⁺ и S ²⁻
2. Ag ⁺ и Br ^—
3. Sr ²⁺ и N ³⁻
Приведите формулу и название каждого ионного соединения, образованного между двумя перечисленными ионами.
1. Cu ²⁺ и F ^—
2. Ca ²⁺ и O ²⁻
3. K ⁺ и P ³⁻
Приведите формулу и название каждого ионного соединения, образованного между двумя перечисленными ионами.
1. Na ⁺ и N ³⁻
2. Co ²⁺ и I ^—
3. Au ³⁺ и S ²⁻
Приведите формулу и название каждого ионного соединения, образованного между двумя перечисленными ионами.
1. К ⁺ и СО ₄ ²⁻
2. NH ₄ ⁺ и S ²⁻
3. NH ₄ ⁺ и PO ₄ ³⁻
Приведите формулу и название каждого ионного соединения, образованного между двумя перечисленными ионами.
1. Ca ²⁺ и NO ₃ ^—
2. Ca ²⁺ и NO ₂ ^—
3. Sc ³⁺ и C ₂ H ₃ O ₂ ^—
Приведите формулу и название каждого ионного соединения, образованного между двумя перечисленными ионами.
1. Pb ⁴⁺ и SO ₄ ²⁻
2. Na ⁺ и I ₃ ^—
3. Li ⁺ и Cr ₂ O ₇ ²⁻
Приведите формулу и название каждого ионного соединения, образованного между двумя перечисленными ионами.
1. NH ₄ ⁺ и N ³⁻
2. Mg ²⁺ и CO ₃ ²⁻
3. Al ³⁺ и OH ^—
Приведите формулу и название каждого ионного соединения, образованного между двумя перечисленными ионами.
1. Ag ⁺ и SO ₃ ²⁻
2. Na ⁺ и HCO ₃ ^—
3. Fe ³⁺ и ClO ₃ ^—
Приведите формулу и название каждого ионного соединения, образованного между двумя перечисленными ионами.
1. Rb ⁺ и O ₂ ²⁻
2. Au ³⁺ и HSO ₄ ^—
3. Sr ²⁺ и NO ₂ ^—
В чем разница между SO ₃ и SO ₃ ²⁻?
В чем разница между NO ₂ и NO ₂ ^—?

ответов

Катионы образуются за счет потери электронов.
1. ион калия
2. оксид-ион
3. ионы кобальта (II) и кобальта (III) соответственно
1. ион серебра
2. ионы золота (I) и золота (III) соответственно
3. ион бромида
1. хлорид магния, MgCl ₂
2. оксид железа (II), FeO
3. оксид железа (III), Fe ₂ O ₃
1. Фторид меди (II), CuF ₂
2. оксид кальция, CaO
3. фосфид калия, K ₃ P
1. сульфат калия, К ₂ SO ₄
2. сульфид аммония, (NH ₄) ₂ S
3. фосфат аммония, (NH ₄) ₃ PO ₄
1. сульфат свинца (IV), Pb (SO ₄) ₂
2. трииодид натрия, NaI ₃
3. дихромат лития, Li ₂ Cr ₂ O ₇
1. сульфит серебра, Ag ₂ SO ₃
2. гидрокарбонат натрия, NaHCO ₃
3. хлорат железа (III), Fe (ClO ₃) ₃
SO ₃ представляет собой триоксид серы, а SO ₃ ^2- представляет собой сульфит-ион.

Нелинейный фотоэлектронный эффект способствует образованию отрицательных матричных ионов в UV-MALDI

Механизм образования отрицательных ионов при матричной лазерной десорбции / ионизации (MALDI) менее изучен, чем механизм положительных ионов: для получения исходных анионов было предложено захват электронов, диспропорционирование и высвобождение отрицательно заряженных молекул или кластеров образца. в МАЛДИ.Здесь мы предполагаем, что нелинейный фотоэлектрический эффект может объяснить эмиссию электронов из материала металлической мишени. Более того, электроны с достаточной кинетической энергией (0–10 эВ) могут быть ответственны за образование исходных отрицательных ионов. Захват электронов в газовой фазе нейтральной 2,5-дигидроксибензойной кислотой (DHB) с получением M ^— исследован на основе теории объединенной физической и химической динамики (CPCD) из литературы. Трехслойная модель баланса энергии и массы используется для расчета температуры поверхности матрицы, которая используется для определения поступательной температуры, количества десорбированных молекул матрицы на единицу площади и скорости ионов.Приведены расчеты скоростей диссоциативного прикрепления и автоионизации ДГБ. Было обнаружено, что оба процесса вносят значительный вклад в образование [M — H] ^— и [M — H ₂ ] ^— , хотя прогнозируемый выход в диапазоне флюенса 5– 100 мДж / см ⁻² является низким, конечно, меньше, чем для положительных ионов M ⁺ . Эта работа представляет собой первое предложение по всестороннему теоретическому описанию образования отрицательных ионов в УФ-МАЛДИ.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

Сила отрицательных ионов и пляж

Кто не любит ходить на пляж? Нет ничего лучше, чем почувствовать прохладный ветерок на лице, слушая шум океана.Это действительно безмятежный опыт. Наверное, поэтому в таких местах, как Миртл-Бич ежегодно привлекают более 14 миллионов посетителей.

Если вы когда-нибудь были на пляжном отдыхе, вы знаете, что это расслабляет, и часто возвращаетесь домой без стресса. Большинство людей считают пляж местом, где можно расслабиться и расслабиться. Но задумывались ли вы когда-нибудь о том, почему нам так нравится пляж? По правде говоря, в этом прохладном океаническом воздухе, которым вы вдыхаете, есть что-то такое, что может влиять на ваш разум и тело сильнее, чем вы думаете.

Преимущества отрицательных ионов на пляже

Отрицательные ионы — название небольшой молекулы, которая приобрела отрицательный электрический заряд, — находятся в чрезвычайно высоких концентрациях около океана. Эти молекулы микроскопические и могут проходить не только через клетки кожи, но и через легкие через воздух, которым мы дышим.

В течение почти 100 лет исследователи изучали преимущества отрицательных ионов — явление, которое происходит в природе в естественных условиях.Ионы образуются, когда атом получает или теряет электрический заряд. Обычно отрицательные ионы образуются естественными способами, такими как дождь, ветер или солнечный свет, в результате чего атом распадается. Как вы могли себе представить, леса, пляжи, водопады, реки и практически любая область в природе будут содержать высокие концентрации отрицательных ионов в воздухе.

В частности, на пляже может быть до 2000 отрицательных ионов на кубический сантиметр, в то время как в многолюдном городе их может быть менее 100.

Исследования показали, что отрицательные ионы обладают не только антимикробным действием, но и стабилизируют настроение. Исследования показывают, что отрицательные ионы могут влиять на уровень серотонина в вашем мозгу. Серотонин — нейромедиатор, который может играть роль в расстройствах настроения, начиная от депрессии и заканчивая сезонным аффективным расстройством.

Что делать, если я не могу пойти на пляж?

Не всем нам посчастливилось жить на пляже или даже посещать его каждый год.К счастью, это не означает, что вы не можете наслаждаться никакими добродетелями отрицательных ионов. Поскольку отрицательные ионы встречаются во всех частях природы, выходите на улицу и принимайте дождь, посетите местный парк или посидите у небольшого ручья и расслабьтесь.

Для тех из вас, кто не может часто выходить на улицу, устройство, генерирующее отрицательные ионы, может помочь вам получить хорошую дозу отрицательных ионов, не выходя из дома. Эти устройства обычно необходимо подключить к стене, и вам нужно будет сидеть рядом с ними, чтобы воспользоваться всеми преимуществами.

Как образуются положительно и отрицательно заряженные ионы: как образуются положительно и отрицательно заряженные ионы?

Ионы — это… Что такое Ионы?

Работа заряжения иона в растворе

Что такое ион? Как образуются ионы? | Химия. Шпаргалка, шпора, формула, закон, ГДЗ, опыты, тесты, сообщение, реферат, кратко, конспект, книга

Как образуется положительный ион это

Что такое ионны

Что такое ион в химии

Что такое ион химия

Химическое оприделение что такое ионы

Почему нужно регулярно проветривать помещение и бывать на свежем воздухе?

Имеет ли заряд

Ионизация воздуха | Teplo-Nova

Ионизация воздуха

Поверхностно-активные вещества — Что такое Поверхностно-активные вещества?

ион — www.no-regime.com

История концепции

Образование ионов

Катионы

Анионы

Маркировка

Свойства ионов

Вхождение

Bonding in Metals | Protocol (Translated to Russian)

9.14: Соединения металлов

Модель электронного моря

Металлические твердые тела

Образование отрицательных ионов при ударе положительных ионов о поверхности

Отрицательных ионов

Наука на расстоянии

Ионы

Уровни энергии, электроны и ионная связь | Глава 4: Периодическая таблица и связь

Покажите видео, на котором металлический натрий реагирует с газообразным хлором.

Покажите анимацию, чтобы представить процесс ионной связи.

Объясните, что происходит во время анимации.

Попросите учащихся описать процесс ионной связи в хлориде натрия на своих рабочих листах.

Раздайте каждому учащемуся лист с упражнениями.

Покажите студентам модель кристалла хлорида натрия и попросите их идентифицировать ионы.

Попросите учащихся понаблюдать за реальными кристаллами хлорида натрия и соотнести их форму с молекулярной моделью.

Подготовка учителей

Материалы для каждой группы

Материалы на каждого ученика

Процедура, часть 1

Обратите внимание на кристаллы хлорида натрия.

Попросите учащихся построить трехмерную модель хлорида натрия.

Процедура, часть 2

Сделайте установки для NaCl.

Соедините ионы NaCl вместе, чтобы образовать один слой ионов.

Постройте классный кристалл хлорида натрия.

Покажите студентам, как атомы кальция и хлора связываются с образованием ионного соединения хлорида кальция.

Ионы и ионные соединения

3.4 Ионы и ионные соединения

Цели обучения

Пример 6

Пример 7

Пример 8

Пример 9

Приложение «Еда и напитки: Натрий в продуктах питания»

Основные выводы

Упражнения

ответов

Нелинейный фотоэлектронный эффект способствует образованию отрицательных матричных ионов в UV-MALDI

Сила отрицательных ионов и пляж

Преимущества отрицательных ионов на пляже

Что делать, если я не могу пойти на пляж?

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики