Ионы (Іоны)

Ионы (Іоны). В современной физике слово это употребляется в двух различных смыслах: 1) так (по Фарадею) называются вещества, отлагающиеся на платиновых электродах электролитической ванны при прохождении через нее тока; 2) гораздо чаще обозначают этим именем электрически-заряженные атомы или атомные группы, являющиеся в результате «ионизации» (то есть расщепления электрически-нейтральной частицы на две части, снабженные положительным и отрицательным зарядами). Остановимся сначала на ионах в электролитических жидкостях. Так как по закону Фарадея (см. электролиз) одно и то же количество электричества, проходя через ряд последовательно-соединенных электролитических ванн различного состава, выделяет всегда эквивалентные количества продуктов разложения (ионы в первом смысле) какого-нибудь определенного сорта, например, Na⁺, должен во всех случаях нести на себе один и тот же заряд; далее, заряды ионов различных сортов должны стоять в простых кратных отношениях. Ионы, как Н⁺, СІ^-, несущие наименьшее (по абсолютной величине) количество электричества, зовутся одновалентными; заряженные вдвое бóльшим против предыдущего количеством, как Ba⁺⁺, Fe⁺⁺, SO₄^2- – двувалентными и т.д. Числом знаков + или – над химической формулой ионов именно и обозначается присущее ему число элементарных (наименьших) зарядов. Всякая молекула электролита является всегда электрически-нейтральной, например, H₂SO₄ = H⁺ + H⁺ + SO₄^2-, так что заряд двувалентного отрицательного иона SO₄ нейтрализуется двумя зарядами одновалентного положительного иона Н⁺. Другой пример — электролитическая диссоциация воды, происходящая по формуле Н₂О = Н⁺ + ОН^-. Ясно, что понятие электрической валентности ионов во многом совпадает с понятием валентности химической; таким образом, получает новое (впрочем, еще Берцелиусом развивавшееся) освещение теория валентности и сродства: силы химические сводятся к электрическим. Упрощаются и другие химические представления; так, на вопрос: что такое металлы? теория ионов отвечает: это — простые тела, являющиеся в виде положительных ионов. Такое, казалось бы, неопределенное свойство, как цвет растворов, получает в теории ионов изящное объяснение: если имеем раствор вполне диссоциированного электролита, то цвет его должен определяться цветом ионов: и в самом деле в слабых водных растворах все медные соли имеют голубой цвет, все хромовые — желтый, а все, состоящие из бесцветных ионов, каковы Cl, Br, J, NO₃, SO₄, и т.д., с одной стороны, и К, Na, Ва, Са, NH₄ и т.д., с другой стороны — являются и в водном растворе бесцветными. Цвет концентрированного раствора нередко различен от разжиженного; так, двухлористая медь в крепком растворе является зеленоватой, а в слабом — имеет обычную голубую окраску медных ионов. Это значит, что цвет электрически-нейтральной молекулы отличается от цвета составляющих ее ионов. С изменением валентности иона меняется его окраска: так, тривалентный железный ион (как в FeCl₃) является желтым, а двухвалентный (например, в FeSO₄) зеленым. Ионизация в газах может происходить от различных причин: от действия высокой температуры, благодаря падающей на газ лучистой энергии, наконец, молекулы газов могут расщепляться на ионы вследствие столкновений с быстро движущимися ионами. В газовой среде ионами могут являться электрические частицы, лишенные всякой связи с материей (так называемые электроны). Появление ионов в газе делает газ проводником электричества.

А. Бачинский.