Напишите свойства ионов

Ионы (от греч. - идущий), одноатомные или многоатомные частицы, несущие электрический заряд, например Н+, Li+, Аl3+, NH4+, F-, SO42-. Положительные ионы называют катионами (от греч. kation, буквально - идущий вниз), отрицательные - анионами (от греч. anion, буквально идущий вверх). В свободном состоянии существуют в газовой фазе (в плазме). Положительные ионы в газовой фазе можно получить в результате отрыва одного или нескольких электроновот нейтральных частиц при сильном нагреве газа, действии электрического разряда, ионизирующих излучений и др. Поглощаемую при образовании однозарядного положительные ионы энергию называют первым потенциалом ионизации (или первой энергией ионизации), для получения двухзарядного ионы из однозарядного затрачивается вторая энергия ионизации и т. д. Отрицательные ионы образуются в газовой фазе при присоединении к частицам свободных электронов, причем нейтральные атомы могут присоединять не более одного электрона; отрицательные многозарядные одноатомные ионы в индивидуальном состоянии не существуют. Выделяющаяся при присоединении электрона к нейтральной частице энергия называют сродством к электрону. В газовой фазе ионы могут присоединять нейтральные молекулы и образовывать ионмолекулярные комплексы.

В конденсированных фазах ионы находятся в ионных кристаллических решетках и ионных расплавах. в растворахэлектролитов имеются сольватированные ионы, образовавшиеся в результате электролитической диссоциации растворенного вещества. В конденсированной фазе ионы интенсивно взаимодействуют (связаны) с окружающими их частицами - ионы противоположного знака в кристаллах и в расплавах. с нейтральными молекулами - в растворах. Взаимодействие происходит по кулоновскому, ион-дипольному, донорно-акцепторному механизмам. В растворах вокруг ионов образуются сольватные оболочки из связанных с ионы молекул растворителя (см. Гидратация. Сольватация). Представление об ионах в кристаллах - удобная идеализированная модель, так как чисто ионной связи никогда не бывает, например, в кристаллической NaCl эффективные заряды атомов Na и Сl равны соотв. приблизительно + 0,9 и - 0,9. Свойства ионов в конденсированной фазе значительно отличаются от свойств тех же ионов в газовой фазе. В растворах существуют отрицательные двухзарядные одноатомные ионы

В конденсированной фазе имеется множество различных многоатомных ионов - анионы кислородсодержащих кислот, например NO 3-, SO42-, комплексные ионы, например [Co (NH3) 6]3+, [PtCl6]2-, кластерные ионы [Nb6Cl12]2 + и др. (см. Кластеры), ионы полиэлектролитов и др. В растворе ионы могут образовывать ионные пары.

Термодинамические характеристики - ΔH0 обр, S0, ΔG0 обр индивидуальных ионов известны точно только для ионов в газовой фазе. Для ионов в растворах при экспериментальном определении всегда получают сумму значений термодинамических характеристик для катиона и аниона. Возможен теоретический расчет термодинамических величин индивидуальных ионы, но его точность пока меньше точности экспериментального определения суммарных значений, поэтому для практических целей пользуются условными шкалами термодинамических характеристик индивидуальных ионы в растворе, причем обычно принимают величины термодинамических характеристик Н + равными нулю.

Основные структурные характеристики ионов в конденсированной фазе - радиус и координационное число. Было предложено много различных шкал радиусов одноатомных ионов Часто используются так называемые физические радиусы ионов, найденные К. Шенноном (1969) по экспериментальным данным о точках минимума электронной плотности в кристаллах. Координационные числа одноатомных ионов в основном лежат в пределах 4-8.

Ионы участвуют во множестве разнообразных реакций. Часто бывают катализаторами. промежут. частицами в хим. реакциях, например, при гетеролитических реакциях. Обменные ионные реакции в растворах электролитов обычно протекают практически мгновенно. В электрическом поле ионы переносят электричество: катионы - к отрицательному электроду (катоду), анионы - к положительному (аноду) ; одновременно происходит перенос вещества, который играет важную роль в электролизе, при ионном обмене и других процессах. Ионы играют важную роль в геохимических процессах, химической технологии, а также в процессах в живом организме (напр., функционирование биологических мембран, проводимость нервных импульсов, физико-химические свойства белков и т. п.) и др.

Об орг. ионах см. Карбкатионы и Карбанионы. См. также Аммоний-катионы, Гидрид-ион, Гидроксид-анион, Гидроксоний-ион, Протон и др. Лит.: Современная кристаллография, т. 2, М., 1979; Смирнов Б. М., Комплексные ионы, М., 1983; Крестов Г. А., Термодинамика ионных процессов в растворах, 2 изд., Л., 1984; Киперт Д., Неорганическая стереохимия, пер. с англ., М., 1985. С. ионы Дракин.