ไอออน

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ไบยังการนำทาง ไปยังการค้นหา

พลังงานที่ต้องใช้[แก้]

พลังงานที่ต้องการใช้เพื่อดึงอิเล็กตรอนในสถานะพลังงานต่ำสุด จากอะตอมใน

  มิติควอนตัม หรือโมเลกุลสารใด ๆ ในสถานะก๊าซ ที่มีประจุสุทธิทางไฟฟ้าน้อยกว่า เรียกว่า ความสามารถในการทำให้เกิดไอออน (ionization potential หรือ ionization energy) พลังงานในการทำให้เกิดไอออนลำดับที่ n ของอะตอม ถือพลังงานที่ต้องใช้เพื่อดึงอิเล็กตรอนตัวที่ n หลังจากอิเล็กตรอนตัวที่ n-1 ถูกดึงออกไปแล้ว


ตัวอย่างเช่น โซเดียม มีวาเลนซ์อิเล็กตรอน 1 ตัว ในชั้นอิเล็กตรอนนอกสุด ดังนั้น ในรูปที่เป็นไอออน จึงมักจะพบในรูปที่สูญเสียอิเล็กตรอน 1 ตัว นั่นคือ Na+ ส่วนอีกฝากหนึ่งของตารางธาตุ คลอรีนนั้นมีวาเลนซ์อิเล็กตรอน 7 ตัว ดังนั้น รูปไอออนของมันที่พบทั่วไป จึงรับอิเล็กตรอนไว้ 1 ตัว นั่นคือ Cl- สำหรับธาตุแฟรนเซียมนั้นมีพลังงานในการสร้างไอออนต่ำที่สุดในบรรดาธาตุทั้งหมด ส่วนฟลูออรีนนั้นมีพลังงานมากที่สุดในมิติควันตัม ซึ่งเป็นที่อยู่ของสสารที่มีโมเลกุลเล็กกว่าอะตอม,โปรตรอน,นิวตรอนและอิเล็กตรอน

ไอออนอื่น ๆ[แก้]

ไดแอนไอออน (dianion) คือ ไอออนที่มีประจุลบ 2 ตัว ตัวอย่างเช่น ไดแอนไออนของเพนทาลีน (pentalene) คือ aromatic ส่วน ซวิตเตอไรออน (zwitterion) เป็นไอออนที่มีประจุสุทธิเป็นศูนย์ แต่ประกอบด้วยประจุทั้งบวกและลบในตัวเอง

ประวัติ ไอแซค นิวตัน ได้ตั้งทฤษฎีเกี่ยวกับไอออนขึ้นเป็นครั้งแรก เมื่อราว พ.ศ. 2373 เพื่อบรรยายถึงส่วนของโมเลกุล ที่เดินทางไปยังแอโนดหรือแคโถด อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการอธิบายถึงกลไกที่ทำให้เกิดกระบวนการดังกล่าว กระทั่งปี พ.ศ. 2427 สวันเต เอากุสต์ อาร์เรเนียส (Svante August Arrhenius) ได้ทำการวิจัยขณะเขียนวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกของเขา ในเบื้องต้นนั้นทฤษฎีของเขายังไม่เป็นที่ยอมรับ แต่ในที่สุดวิทยานิพนธ์ปริญญาเอกของเขาก็สามารถทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี ประจำปี พ.ศ. 2446 ได้[แก้]

การใช้งาน[แก้]

ไอออนนั้นมีความจำเป็นสำหรับชีวิต ไอออนของโซเดียม โพแทสเซียม และแคลเซียม และไอออนอื่น ๆ มีบทบาทสำคัญในเซลของสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะในเซลเมมเบรน ไอออนเหล่านี้มีการใช้ในชีวิตประจำวันเป็นจำนวนมาก เช่น ตัวตรวจจับควัน และยังพบในการใช้เทคโนโลยีแบบใหม่ เช่น เครื่องยนต์ไอออน (ion engine) และปืนใหญ่แบบใช้ไอออน (ion cannon)

ประวัติคำ[แก้]

คำว่า "ไอออน" เป็นชื่อที่ไมเคิล ฟาราเดย์ได้ตั้งขึ้น เป็นคำยืมมาจากภาษากรีก : ἰόν (หมายถึง อนุภาคที่ปรากฏความเป็นกลาง จากคำว่า ἰέναι หมายถึง ไป, คำว่า "ไอออน" จึงหมายถึง ผู้ไป ส่วน "แอนไอออน" (ἀνιόν) และ "แคทไอออน" (κατιόν) หมายถึง สิ่งที่กำลังขึ้น และสิ่งที่กำลังลง ตามลำดับ ขณะที่ "แอโนด" มาจาก อานอดอส (ἄνοδος) และ "คาโถด" มาจาก คาธอดอส (κάθοδος) หมายถึง การเคลื่อนขึ้น และการเคลื่อนลง ตามลำดับ จากศัพท์ อาดอส (ὁδός) หมายถึง ทาง