아 이 디
  패스워드
  회원가입
아이디찾기
미네랄자료실

이온 [ion]

페이지 정보

작성자 관리자 작성일05-01-27 13:07 조회4,852회 댓글0건

본문

자료출처: daum 백과사전

이온 [ion]
 
 내용
전하를 가진 원자·원자단 또는 분자. 즉 원자·원자단·분자에서, 이것을 구성하는 모든 양전하수와 모든 전자(기호 e)가 가진 음전하수가 같지 않은 것을 이온이라 한다.


 1 이온의 발견
전해질, 이를테면 염화나트륨 NaCl의 수용액에 직류 전류를 흐르게 하면, 나트륨원자는 음극(전위가 낮은 극)으로 향해 이동하고 염소원자는 양극(전위가 높은 극)으로 향해 이동한다. 이에 대해 영국의 M. 패러데이는, 나트륨원자는 양의 전하를, 염소원자는 음의 전하를 가지기 때문에 일어나는 현상이라고 설명했다. 또 그는 여기서 나트륨원자·염소원자와 같이 전하를 가진 원자를 <이동한다>는 뜻의 그리스어 ionai에서 따와 이온이라 명명했다. 그 후 전자의 존재, 원자의 전자구조(원자 등에서의 전자의 공간적·에너지적 분포) 등에 대한 연구가 진척됨에 따라, 이온은 전기적으로 중성인 원자·원자단·분자가 정수 개의 전자를 얻게 되거나 잃게 됨으로써 생성된다는 것이 밝혀졌다〔그림 1〕.


 2 양이온과 음이온
중성인 원자·원자단·분자가 전자(원자가전자)를 잃게 되어 양전자수가 과잉 상태로 된 것을 양이온(cation)이라 하며, 반대로 전자를 얻게 되어 음전하수가 과잉 상태로 된 것을 음이온(anion)이라 한다.


 3 양쪽성이온(amphoion)
전체적으로는 중성인 분자가 양이온 부분과 음이온 부분을 가진 원자단의 구조로 되어 있는 것을 <양쪽성이온>이라 한다. 예를 들면, 아미노산의 분자는 아미노기 -NH와 카르복시기 -COOH를 가지고 있는데, 수용액 속에서 카르복시기가 열적(熱的)으로 양성자(proton)를 방출하여 -COO로 되고, 아미노기가 양성자와 결합하여 -NH로 되면 아미노산분자는 양쪽성이온이 된다.
NH-R-COOH → NH-R-COO


 4 이온 기호, 이온가(valency)
이온은 그 바탕이 된 원자 또는 원자단·분자의 화학 기호의 어깨에 얻거나 잃은 전자의 개수를 부호와 더불어 표시한 이온기호로 나타낸다. 여기서 얻거나 잃은 전자의 개수에 따라 정해지는 양 또는 음의 전하수를 이온가라 한다. 이온기호는 일반적으로 이온가가 +인 양이온은 A, 또 -인 음이온은 A와 같이 나타낸다〔표〕. 이전에는 + 대신 +을, - 대신 -을 사용하거나, +나 -를 이온가의 수만큼 한 줄로 써 넣는 방식(Fe, SO)도 사용되었으나, 현재 이 방식은 사용되지 않는다. 이온 1개가 가지는 전기량은 전자 1개가 지닌 전기량의 절대값, 즉 전기소량(電氣素量) 이온가의 배이다. 여기서 전기소량이란, 현재 알려져 있는 전기량의 최소 단위인 전자의 음전하 또는 양성자의 양전하에 해당하는 전기량이다.


 5 이온화
원자·원자단·분자가 1개 이상의 전자를 잃거나 얻어 이온이 되는 것을 이온화 또는 전리(電離)라 한다. 그리고 양이온화에 필요한 에너지를 이온화에너지(ionization energy;이온화퍼텐셜)라 하고, 또 음이온화에 따라 방출되는 에너지를 전자친화도(electron affinity;전자친화력)라 한다. 선·X선·자외선 등의 고에너지 전자기파나 전자를 고전압으로 가속한 전자빔을 조사(照射)하거나, 고온 가열방식으로 열에너지를 공급하면 원자·원자단·분자는 이온화된다. 지구의 고층 대기에는 태양으로부터 오는 자외선·X선 및 우주선에 의해 생긴 것으로 생각되는 전리층(ionosphere)이 여러 층 있는데, 이것의 전하밀도나 층구조는 태양복사의 영향을 크게 받기 때문에 낮과 밤, 일식 등에 따라 변화하게 된다. 가이거-뮐러계수관(Geiger·Mller counter)이나 안개상자는 방사선·하전입자 등에 의한 이온화를 이용한 기체 이온화형의 계측·검출장치이다. 화학반응에 의한 이온화는 산화환원반응이라 할 수 있다. 예를 들면, 다음 반응식에서와 같이 2가지 홑원소물질[單體]이 반응할 때, 한 쪽 물질이 양이온화되면 다른 쪽 물질은 음이온화되는 이온화반응이 일어나는데, 이는 양이온화되는 물질로부터 음이온화되는 물질로 전자가 이동하여 일어나는 산화환원반응에 해당한다.
 


 6 용액 속의 이온
물 등의 이온화성용매에 용해되어 음이온·양이온으로 해리되어 이온전도성을 나타내는 물질을 전해질(電解質)이라 한다. 또 이온화성용매의 분자는 일반적으로 극성분자(極性分子)이며, 자신의 이온화평형에 의해 다음과 같이 양이온과 음이온으로 해리된다.
 
여기서 물·암모니아와 같이 이온화될 때, 양성자의 이동이 따르는 용매를 양성자성용매라 하고, 이산화황과 같이 양성자를 함유하고 있지 않은 용매를 비양성자성용매라 한다. 이들 용매의 이온화평형상수는 일반적으로 극히 작으며, 물의 경우에도 25℃에서,
[HO] [OH]=10moldm
정도이다. 전해질이 물에 용해되면, 양이온의 둘레에는 전기적으로 음인 산소원자의 배향성(配向性)에 따라 물분자가 모

댓글목록

등록된 댓글이 없습니다.