Ion
Ein Ion ist ein elektrisch geladenes Atom oder eine Gruppe von Atomen. Es ist ein Teil eines Atoms oder ein Teil einer Gruppe von Atomen (Molekül). Es ist "geladen", so dass es sich in der Nähe von Elektrizität bewegt. Das liegt daran, dass Atome aus drei kleineren Teilen bestehen:
- Neutronen (unentgeltlich),
- gleiche Anzahl geladener Protonen und
- entgegengesetzt geladene Elektronen.
Ein Ion hat eine ungleiche Anzahl von Protonen und Elektronen. Die Herstellung eines Ions aus einem Atom oder Molekül wird als Ionisation bezeichnet.
Die Ladung auf einem Proton wird als +1 (positiv geladen) gemessen. Die Ladung an einem Elektron wird als -1 (negativ geladen) gemessen. Ein Atom, das ionisiert ist, erzeugt zwei Ionen, ein positiv und ein negativ geladenes. Zum Beispiel hat ein neutrales Wasserstoffatom ein Proton und ein Elektron. Durch Erhitzen des Atoms wird es in zwei Teile gespalten: (1) ein positiv geladenes Wasserstoffion, H+ (2) ein negativ geladenes Elektron.
Eine Flüssigkeit mit Ionen wird als Elektrolyt bezeichnet. Ein Gas mit vielen Ionen wird als Plasma bezeichnet. Wenn sich Ionen bewegen, nennt man das Elektrizität. In einem Draht zum Beispiel bewegen sich die Metallionen nicht, aber die Elektronen bewegen sich als Elektrizität. Ein positives Ion und ein negatives Ion bewegen sich gemeinsam. Zwei Ionen der gleichen Ladung bewegen sich auseinander. Wenn sich die Ionen bewegen, erzeugen sie auch Magnetfelder.
Viele Ionen sind farblos. Die Elemente in den Hauptgruppen des Periodensystems bilden farblose Ionen. Einige Ionen sind farbig. Die Übergangsmetalle bilden in der Regel farbige Ionen.
Chemie
In der Physik werden Atomkerne, die vollständig ionisiert wurden, als geladene Teilchen bezeichnet. Dies sind solche in der Alphastrahlung.
Ionisierung geschieht, indem Atomen hohe Energie zugeführt wird. Dies geschieht durch elektrische Spannung oder durch hochenergetische ionisierende Strahlung oder hohe Temperatur.
Ein einfaches Ion wird aus einem einzigen Atom gebildet.
Polyatomare Ionen werden aus einer Anzahl von Atomen gebildet. Polyatomare Ionen bestehen normalerweise aus allen Nichtmetallatomen. Manchmal kann das mehratomige Ion aber auch ein Metallatom enthalten.
Positive Ionen werden Kationen genannt. Sie werden von Kathoden (negativ geladene Elektroden) angezogen. (Kation wird "cat eye on" ausgesprochen, nicht "kay shun".) Alle einfachen Metallionen sind Kationen.
Negative Ionen werden Anionen genannt. Sie werden von Anoden (positiv geladene Elektroden) angezogen. Alle einfachen nichtmetallischen Ionen (außer H+, das ein Proton ist) sind Anionen (außer NH4+).
Übergangsmetalle können mehr als ein einfaches Kation mit unterschiedlichen Ladungen bilden.
Die meisten Ionen haben eine Ladung von weniger als 4, aber einige können auch höhere Ladungen haben.
Michael Faraday war der erste, der 1830 eine Theorie über Ionen schrieb. In seiner Theorie sagte er, wie die Teile von Molekülen aussehen, die sich zu Anionen oder Kationen bewegen. Svante August Arrhenius zeigte, wie dies geschah. Er schrieb dies in seiner Dissertation im Jahr 1884 (Universität Uppsala). Die Universität akzeptierte seine Theorie zunächst nicht (er hatte gerade erst seinen Abschluss gemacht). Aber 1903 erhielt er für die gleiche Idee den Nobelpreis für Chemie.
Im Griechischen ist ion wie das Wort "go". "Anion" und "Kation" bedeuten "nach oben gehen" und "nach unten gehen". "Anode" und "Kathode" bedeuten "weit nach oben" und "weit nach unten".
Gemeinsame Ionen
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Fragen und Antworten
F: Was ist ein Ion?
A: Ein Ion ist ein elektrisch geladenes Atom oder eine Gruppe von Atomen. Es kann aus einem Atom oder aus einer Gruppe von Atomen (Molekül) bestehen.
F: Wie werden Ionen erzeugt?
A: Ionen entstehen durch einen Prozess, der Ionisierung genannt wird und bei dem eine ungleiche Anzahl von Protonen und Elektronen in einem Atom oder Molekül erzeugt wird.
F: Wie hoch ist die Ladung eines Protons?
A: Die Ladung eines Protons ist +1 (positiv geladen).
F: Welche Ladung hat ein Elektron?
A: Die Ladung eines Elektrons ist -1 (negativ geladen).
F: Was passiert, wenn sich Ionen bewegen?
A: Wenn sich Ionen bewegen, erzeugen sie Elektrizität und Magnetfelder.
F: Sind alle Ionen farblos?
A: Nein, einige Ionen sind farbig, während andere farblos sind. Die Elemente in den Hauptgruppen des Periodensystems bilden farblose Ionen, während die Übergangsmetalle in der Regel farbige Ionen bilden.
