Ион (от греч. ion - идущий) - электрически заряженная частица, образующаяся при отрыве или присоединении одного или неск. электронов (или др. заряж. частиц) к атому, молекуле, радикалу и др. иону. Положительно заряженные И. наз. катионами, отрицательно заряженные - анионам и. И. обозначают хим. символом с индексом (вверху справа), указывающим знак и величину заряда - кратность И.- в единицах заряда электрона (напр., Li + , H2+, SO42-). Атомные И. обозначают также хим. символом элемента с римскими цифрами, указывающими кратность И. (напр., NI, NII, NIII, что соответствует N, N+ , N2+; в этом случае римские цифры являются спектроскопич. символами Z, они больше заряда иона Zi на единицу: Z=Zi+l). Последовательность И. различных хим. элементов, содержащих одинаковое число электронов, образует изоэлектронный ряд (см. напр., Водородоподобные атомы ).Понятие и термин "И." (а также "катион" и "анион") введены в 1834 М. Фарадеем (М. Faraday). Для удаления электрона из нейтрального атома или молекулы необходимо затратить определ. энергию, к-рая наз. энергией ионизации. Энергия ионизации, отнесённая к заряду электрона, называется ионизационным потенциалом. Характеристика, противоположная энергии ионизации - сродство к электрону - равна энергии связи дополнит, электрона в отрицат. И. Нейтральные атомы и молекулы ионизируются под действием квантов оптич. излучения, рентг. и g-излучения, электрич. поля при столкновениях с др. атомами, электронами и др. частицами и т. п. И. может представлять собой как неустойчивое состояние атома, молекулы или радикала, так и быть вполне устойчивой частицей, существующей сколь угодно долго (напр., И. Na+ в водном растворе поваренной соли NaCl очень устойчивы, т. к. координированы с молекулами воды, образующими прочную околоионную оболочку и препятствующими сближению их с С1-). Молекула, содержащая неск. групп, переходящих в ионизованное состояние, наз. полиэлектролитом (напр., молекула ДНК, несущая в каждой своей повторяющейся единице отрицательно заряженную фосфатную группу РО4-). Нек-рые молекулы, находящиеся в растворах и кристаллах, остаются в целом электронейтральными, хотя и содержат в разл. её участках противоположно заряженные группы, их наз. цвиттерионами. Так, молекула аминокислоты H2N - СНР-СООН (Р - боковой радикал) переходит в цвиттерионную форму H3N-СНР-СОО-, что сопровождается переносом протона с группы СООН на группу H2N. Комплекс, состоящий из неск. нейтральных атомов или молекул и простого И. образует сложный И., наз. кластерным ионом. В газах при обычных условиях образующиеся И. недолговечны, однако при высоких темп-pax и давлениях степень ионизации газа растёт с ростом температуры и давления и при очень высоких темп-pax и давлениях газ переходит в плазму. В жидкостях, в зависимости от природы растворителя и растворённого вещества, катионы и анионы могут располагаться на практически бесконечном расстоянии друг от друга (в том случае, когда они окружены молекулами растворителя), но могут оказаться и достаточно близко друг от друга и, сильно взаимодействуя, образовывать т. н. ионные пары. Соли в твёрдом состоянии обычно образуют ионные кристаллы .Энергия взаимодействия атомных И. как функции расстояния между ними может быть вычислена с помощью разл. приближенных методов (см. Межмолекулярное взаимодействие). Уровни энергии атомных и молекулярных И. и нейтральных частиц различны и в принципе могут быть рассчитаны методами квантовой механики, как и энергии ионизации. Оптич. спектры атомных И. аналогичны спектрам нейтральных атомов с тем же числом электронов, они только смещаются в коротковолновый диапазон, т. к. длины воли спектральных линий, соответствующих квантовым переходам между уровнями энергии с различными значениями гл. квантового числа, пропорциональны квадрату заряда ядра. В спектрах И. появляются т. наз. сателлитные линии, анализ к-рых позволяет исследовать структуру и свойства многозарядных ионов. Ионная компонента оказывает существенное влияние на параметры лабораторной и астрофизической плазмы. Изучение И. важно для различных областей физики и химии плазмы, астрофизики, квантовой электроники, для исследования строения веществ п т. д. И. широко используются в эксперим. исследованиях и приборах (масс-спектрометры, Вильсона камеры, ионный проектор, ионные пучки и т. д.).
В. Г. Дашевский
Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.
Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.
Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.
Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
|
|
 |
