आयन

एक आयन शुद्ध विद्युत आवेश वाला एक परमाणु या अणु है।

एक इलेक्ट्रॉन का आवेश परिपाटी द्वारा ऋणात्मक माना जाता है तथा यह आवेश एक प्रोटॉन के आवेश के समान एवं विपरीत होता है, जिसे परिपाटी द्वारा धनात्मक माना जाता है। एक आयन का शुद्ध आवेश शून्य नहीं होता है क्योंकि उसके इलेक्ट्रान की कुल संख्या उसके प्रोटोन की कुल संख्या के असमान होती है।

एक धनायन धनावेशित आयन होता है जिसमें प्रोटॉन की तुलना में इलेक्ट्रॉन कम होते हैं जबकि एक ऋणायन ऋणावेशित आयन होता है जिसमें प्रोटॉन की तुलना में इलेक्ट्रॉनों अधिक होते हैं। विपरीत विद्युत आवेश स्थिर वैद्युत बल द्वारा एक दुसरे की ओर आकर्षित होते हैं, इसलिए धनायन और ऋणायन एक दूसरे को आकर्षित करते हैं और आसानी से आयनिक यौगिक बनाते हैं।

केवल एक परमाणु वाले आयनों को परमाणु या एक परमाणुक आयन कहा जाता है, जबकि दो या दो से अधिक परमाणु आणविक आयन या बहुपरमाणुक आयन बनाते हैं। एक द्रव (गैस या तरल) में भौतिक आयनीकरण की परिस्थिति में, "आयन जोड़े" स्वतः अणु टकराव द्वारा बनते हैं, तथा जहां प्रत्येक उत्पन्न जोड़ी में एक मुक्त इलेक्ट्रॉन और एक धनात्मक आयन होता है। आयनों की रचना रासायनिक अंतःक्रियाओं द्वारा भी की जाती है जैसे द्रवों में नमक के विघटन द्वारा, या दुसरे माध्यमों से, जैसे एक चालक विलयन में दिष्‍ट धारा को प्रवाहित करके या आयनीकरण द्वारा ऋणायन को भंग करके।

खोज का इतिहास

आयन शब्द ग्रीक न्यूटर प्रेजेंट पार्टिकल ऑफ इनाई से गढ़ा गया था (Greek: ἰέναι), मतलब जाना। एक कटियन एक ऐसी चीज है जो नीचे जाती है (Greek: κάτω उच्चारित काटो, जिसका अर्थ है नीचे) और एक आयन कुछ ऐसा है जो ऊपर जाता है (Greek: ano ἄνω, मतलब ऊपर)। ये इसलिए कहलाते हैं क्योंकि आयन विपरीत आवेश वाले इलेक्ट्रोड की ओर गति करते हैं। यह शब्द पेश किया गया था (अंग्रेजी बहुश्रुत विलियम व्हीवेल के एक सुझाव के बाद) अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ माइकल फैराडे द्वारा 1834 में तत्कालीन अज्ञात प्रजातियों के लिए जो एक जलीय माध्यम के माध्यम से एक इलेक्ट्रोड से दूसरे में जाती हैं। फैराडे को इन प्रजातियों की प्रकृति का पता नहीं था, लेकिन वह जानता था कि चूंकि धातुएं घुलकर एक इलेक्ट्रोड में विलयन में प्रवेश करती हैं और दूसरे इलेक्ट्रोड के विलयन से नई धातु निकलती है; कि किसी प्रकार का पदार्थ विलयन के माध्यम से धारा में चला गया है। यह पदार्थ को एक स्थान से दूसरे स्थान तक पहुँचाता है। फैराडे के साथ पत्राचार में, व्हीवेल ने एनोड और कैथोड , साथ ही आयनों और धनायनों को आयनों के रूप में गढ़ा जो संबंधित इलेक्ट्रोड के लिए आकर्षित होते हैं।

Svante Arrhenius ने अपने 1884 के शोध प्रबंध में, इस तथ्य की व्याख्या की कि ठोस क्रिस्टलीय लवण विघटन (रसायन विज्ञान) युग्मित आवेशित कणों में घुलने पर, जिसके लिए उन्हें रसायन विज्ञान में 1903 का नोबेल पुरस्कार मिलेगा। अरहेनियस की व्याख्या यह थी कि एक घोल बनाने में, नमक फैराडे के आयनों में अलग हो जाता है, उन्होंने प्रस्तावित किया कि आयन विद्युत प्रवाह की अनुपस्थिति में भी बनते हैं।

लक्षण

अपनी गैस जैसी अवस्था में आयन अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं और तेजी से विपरीत आवेश वाले आयनों के साथ मिलकर तटस्थ अणु या आयनिक लवण देते हैं। आयन तरल या ठोस अवस्था में भी उत्पन्न होते हैं जब लवण सॉल्वैंट्स (उदाहरण के लिए, पानी) के साथ सॉल्वैंटेड आयनों का उत्पादन करते हैं, जो अधिक स्थिर होते हैं, ऊर्जा और एन्ट्रापी परिवर्तनों के संयोजन से जुड़े कारणों से आयन एक दूसरे से दूर जाते हैं। तरल के साथ बातचीत। ये स्थिर प्रजातियां आमतौर पर कम तापमान पर पर्यावरण में अधिक पाई जाती हैं। एक सामान्य उदाहरण समुद्री जल में मौजूद आयन हैं, जो घुले हुए लवणों से प्राप्त होते हैं।

आवेशित वस्तुओं के रूप में, आयन विपरीत विद्युत आवेशों (धनात्मक से ऋणात्मक, और इसके विपरीत) की ओर आकर्षित होते हैं और समान आवेशों द्वारा प्रतिकर्षित होते हैं। जब वे चलते हैं, तो उनके प्रक्षेपवक्र को चुंबकीय क्षेत्र द्वारा विक्षेपित किया जा सकता है।

इलेक्ट्रॉनों, उनके छोटे द्रव्यमान और इस प्रकार पदार्थ तरंगों के रूप में बड़े स्थान-भरने वाले गुणों के कारण, परमाणुओं और अणुओं के आकार को निर्धारित करते हैं जिनमें कोई भी इलेक्ट्रॉन होता है। इस प्रकार, आयन (नकारात्मक रूप से आवेशित आयन) मूल अणु या परमाणु से बड़े होते हैं, क्योंकि अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन एक दूसरे को पीछे हटाते हैं और आयन के भौतिक आकार में जुड़ जाते हैं, क्योंकि इसका आकार इसके इलेक्ट्रॉन बादल द्वारा निर्धारित किया जाता है। इलेक्ट्रॉन बादल के छोटे आकार के कारण धनायन संबंधित मूल परमाणु या अणु से छोटे होते हैं। एक विशेष धनायन (हाइड्रोजन के) में कोई इलेक्ट्रॉन नहीं होता है, और इस प्रकार एक एकल प्रोटॉन होता है - मूल हाइड्रोजन परमाणु से बहुत छोटा।

ऋणायन और धनायन

"Anion" redirects here. Not to be confused with the quasiparticle Anyon.

हाइड्रोजन परमाणु (केंद्र) में एक प्रोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन होता है। इलेक्ट्रॉन को हटाने से एक धनायन (बाएं) मिलता है, जबकि एक इलेक्ट्रॉन के जुड़ने से एक आयन (दाएं) मिलता है। हाइड्रोजन आयन, अपने ढीले-ढाले दो-इलेक्ट्रॉन बादल के साथ, तटस्थ परमाणु की तुलना में एक बड़ा त्रिज्या है, जो बदले में धनायन के नंगे प्रोटॉन से बहुत बड़ा है। हाइड्रोजन एकमात्र आवेश बनाता है-+1 धनायन जिसमें कोई इलेक्ट्रॉन नहीं होता है, लेकिन यहां तक ​​कि ऐसे धनायन जो (हाइड्रोजन के विपरीत) एक या अधिक इलेक्ट्रॉनों को बनाए रखते हैं, वे अभी भी तटस्थ परमाणुओं या अणुओं से छोटे होते हैं जिनसे वे व्युत्पन्न होते हैं।

चूँकि एक प्रोटॉन पर विद्युत आवेश एक इलेक्ट्रॉन पर आवेश के परिमाण के बराबर होता है, एक आयन पर शुद्ध विद्युत आवेश, आयन में प्रोटॉनों की संख्या को घटाकर इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होता है।

एक anion (−) (/ˈænˌaɪ.ən/ ANN-eye-ən, ग्रीक शब्द (ánō) से, जिसका अर्थ है up) प्रोटॉन की तुलना में अधिक इलेक्ट्रॉनों वाला एक आयन है, जो इसे एक शुद्ध ऋणात्मक आवेश देता है (चूंकि इलेक्ट्रॉन ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं और प्रोटॉन धनात्मक रूप से आवेशित होते हैं)। ए cation (+) (/ˈkætˌaɪ.ən/ KAT-eye-ən, ग्रीक शब्द (काटो) से, जिसका अर्थ है डाउन) प्रोटॉन की तुलना में कम इलेक्ट्रॉनों वाला एक आयन है, जो इसे एक सकारात्मक चार्ज देता है। कई शुल्क वाले आयनों के लिए अतिरिक्त नामों का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, -2 आवेश वाले आयन को डियानियन के रूप में जाना जाता है और +2 आवेश वाले आयन को समर्पण के रूप में जाना जाता है। एक zwitterion उस अणु के भीतर विभिन्न स्थानों पर सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज के साथ एक तटस्थ अणु है। धनायन और ऋणायन उनके आयनिक त्रिज्या द्वारा मापा जाता है और वे सापेक्ष आकार में भिन्न होते हैं: धनायन छोटे होते हैं, उनमें से अधिकांश 10 से कम होते हैं⁻¹⁰ मी (10⁻⁸ सेमी) के दायरे में। लेकिन अधिकांश आयन बड़े होते हैं, जैसा कि सबसे आम पृथ्वी आयन, ऑक्सीजन है। इस तथ्य से यह स्पष्ट है कि क्रिस्टल के अधिकांश स्थान पर आयनों का कब्जा होता है और यह कि धनायन उनके बीच के रिक्त स्थान में फिट हो जाते हैं। आयन और धनायन (आयनों के लिए जो इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान क्रमशः एनोड और कैथोड की यात्रा करते हैं) विलियम व्हीवेल के साथ उनके परामर्श के बाद #खोज का इतिहास थे।

प्राकृतिक घटनाएं

Further information: List of oxidation states of the elements

आयन प्रकृति में सर्वव्यापी हैं और सूर्य की चमक से लेकर पृथ्वी के आयनमंडल के अस्तित्व तक विविध घटनाओं के लिए जिम्मेदार हैं। अपने आयनिक अवस्था में परमाणुओं का रंग तटस्थ परमाणुओं से भिन्न हो सकता है, और इस प्रकार धातु आयनों द्वारा प्रकाश अवशोषण रत्नों का रंग देता है। अकार्बनिक और कार्बनिक रसायन विज्ञान (जैव रसायन सहित) दोनों में, पानी और आयनों की परस्पर क्रिया अत्यंत महत्वपूर्ण है; एक उदाहरण ऊर्जा है जो एडेनोसाइन ट्रायफ़ोस्फेट (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट) के टूटने को प्रेरित करती है. निम्नलिखित खंड उन संदर्भों का वर्णन करते हैं जिनमें आयन प्रमुख रूप से प्रदर्शित होते हैं; ये खगोलीय से सूक्ष्म तक भौतिक लंबाई-पैमाने को कम करने में व्यवस्थित हैं।

संबंधित तकनीक

आयनों को विभिन्न आयन स्रोत ों का उपयोग करके गैर-रासायनिक रूप से तैयार किया जा सकता है, जिसमें आमतौर पर उच्च वोल्टेज या तापमान शामिल होता है। इनका उपयोग जन स्पेक्ट्रोमेट्री , ऑप्टिकल उत्सर्जन स्पेक्ट्रोमीटर , कण त्वरक , आयन आरोपण और आयन थ्रस्टर जैसे कई उपकरणों में किया जाता है।

प्रतिक्रियाशील आवेशित कणों के रूप में, उनका उपयोग वायु आयनकारक में रोगाणुओं को बाधित करके, और घरेलू वस्तुओं जैसे स्मोक डिटेक्टर ों में भी किया जाता है।

चूंकि जीवों में सिग्नलिंग और चयापचय कोशिका झिल्ली में एक सटीक आयनिक ढाल द्वारा नियंत्रित होते हैं, इस ढाल के विघटन से कोशिका मृत्यु में योगदान होता है। यह प्राकृतिक और कृत्रिम बायोकाइड्स द्वारा शोषित एक सामान्य तंत्र है, जिसमें आयन चैनल ग्रामिसिडिन और एम्फोटेरिसिन (एक कवकनाशी) शामिल हैं।

अकार्बनिक भंग आयन कुल घुलित ठोस का एक घटक है, जो पानी की गुणवत्ता का एक व्यापक रूप से ज्ञात संकेतक है।

आयनकारी विकिरण का पता लगाना

आयनों के बहाव को दर्शाने वाले आयन कक्ष का आरेख। इलेक्ट्रॉन अपने बहुत छोटे द्रव्यमान के कारण धनात्मक आयनों की तुलना में तेजी से बहाव करते हैं।

दो इलेक्ट्रोड के बीच हिमस्खलन प्रभाव। मूल आयनीकरण घटना एक इलेक्ट्रॉन को मुक्त करती है, और प्रत्येक बाद की टक्कर एक और इलेक्ट्रॉन को मुक्त करती है, इसलिए प्रत्येक टकराव से दो इलेक्ट्रॉन निकलते हैं: आयनकारी इलेक्ट्रॉन और मुक्त इलेक्ट्रॉन।

गैस पर विकिरण के आयनकारी प्रभाव का व्यापक रूप से अल्फा कण , बीटा कण , गामा किरण और एक्स-रे जैसे विकिरण का पता लगाने के लिए उपयोग किया जाता है। इन उपकरणों में मूल आयनीकरण घटना के परिणामस्वरूप आयन जोड़ी का निर्माण होता है; गैस के अणुओं पर विकिरण द्वारा आयन प्रभाव द्वारा एक सकारात्मक आयन और एक मुक्त इलेक्ट्रॉन। आयनीकरण कक्ष इन डिटेक्टरों में सबसे सरल है, और विद्युत क्षेत्र के अनुप्रयोग के माध्यम से गैस के भीतर प्रत्यक्ष आयनीकरण द्वारा बनाए गए सभी शुल्क एकत्र करता है।

गीजर-मुलर ट्यूब और आनुपातिक काउंटर दोनों एक कैस्केड प्रभाव के माध्यम से मूल आयनीकरण घटना के प्रभाव को गुणा करने के लिए टाउनसेंड हिमस्खलन के रूप में जानी जाने वाली घटना का उपयोग करते हैं जिससे मुक्त इलेक्ट्रॉनों को विद्युत क्षेत्र द्वारा पर्याप्त ऊर्जा दी जाती है ताकि आगे के इलेक्ट्रॉनों को मुक्त किया जा सके। आयन प्रभाव।

रसायन विज्ञान

आवेशित अवस्था को इंगित करना

लोहे के परमाणु (Fe) के लिए समतुल्य संकेतन जिसने दो इलेक्ट्रॉनों को खो दिया, जिसे लौह कहा जाता है।

किसी आयन का रासायनिक सूत्र लिखते समय उसका शुद्ध आवेश अणु/परमाणु की रासायनिक संरचना के ठीक बाद सुपरस्क्रिप्ट में लिखा जाता है। नेट चार्ज को साइन से पहले परिमाण के साथ लिखा जाता है; अर्थात्, एक दोगुने आवेशित धनायन को '+2' के बजाय '2+' के रूप में दर्शाया जाता है। हालांकि, एकल आवेशित अणुओं/परमाणुओं के लिए आवेश के परिमाण को छोड़ दिया जाता है; उदाहरण के लिए, सोडियम केशन को इस प्रकार दर्शाया गया है Na⁺ और नहीं Na¹⁺.

एक अणु/परमाणु को कई आवेशों के साथ दिखाने का एक वैकल्पिक (और स्वीकार्य) तरीका कई बार संकेतों को चित्रित करना है, यह अक्सर संक्रमण धातुओं के साथ देखा जाता है। केमिस्ट कभी-कभी चिन्ह पर चक्कर लगाते हैं; यह केवल सजावटी है और रासायनिक अर्थ को नहीं बदलता है। के तीनों प्रतिनिधित्व Fe²⁺, Fe⁺⁺, तथा Fe^⊕⊕ चित्र में दिखाया गया है, इस प्रकार समतुल्य हैं।

यूरेनिल आयन के लिए मिश्रित रोमन अंक और चार्ज नोटेशन। धातु के ऑक्सीकरण राज्य को सुपरस्क्रिप्टेड रोमन अंकों के रूप में दिखाया गया है, जबकि पूरे परिसर का चार्ज कोण के प्रतीक के साथ-साथ शुद्ध चार्ज के परिमाण और चिह्न के साथ दिखाया गया है।

मोनोआटोमिक आयनों को कभी-कभी रोमन अंकों के साथ भी दर्शाया जाता है, विशेष रूप से स्पेक्ट्रल लाइन#नामांकन एंकर में; उदाहरण के लिए, Fe²⁺ ऊपर देखे गए उदाहरण को कहा जाता है Fe(II) या Fe^II. रोमन अंक एक तत्व की औपचारिक ऑक्सीकरण अवस्था को दर्शाता है, जबकि सुपरस्क्रिप्टेड इंडो-अरबी अंक शुद्ध आवेश को दर्शाते हैं। इसलिए, दो संकेतन एकपरमाण्विक आयनों के लिए विनिमेय हैं, लेकिन रोमन अंकों को बहुपरमाणु आयनों पर लागू नहीं किया जा सकता है। हालांकि, व्यक्तिगत धातु केंद्र के लिए एक बहुपरमाणु परिसर के साथ संकेतन मिश्रण करना संभव है, जैसा कि यूरेनिल आयन उदाहरण द्वारा दिखाया गया है।

उपवर्ग

यदि किसी आयन में अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं, तो इसे एक मूलक (रसायन) आयन कहा जाता है। अनावेशित रेडिकल्स की तरह, रेडिकल आयन बहुत प्रतिक्रियाशील होते हैं। ऑक्सीजन युक्त पॉलीऐटोमिक आयन, जैसे कार्बोनेट और सल्फेट, ऑक्सीयन कहलाते हैं। आणविक आयन जिनमें कम से कम एक कार्बन से हाइड्रोजन बंध होता है, कार्बनिक आयन कहलाते हैं। यदि कार्बनिक आयन में आवेश औपचारिक रूप से कार्बन पर केंद्रित होता है, तो इसे कार्बोकेशन (यदि धनात्मक रूप से चार्ज किया जाता है) या कार्बनियन (यदि ऋणात्मक रूप से चार्ज किया जाता है) कहा जाता है।

गठन

एकपरमाण्विक आयनों का निर्माण

मोनाटॉमिक आयन एक परमाणु में रासायनिक संयोजन इलेक्ट्रॉन (सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन शेल) को इलेक्ट्रॉनों के लाभ या हानि से बनते हैं। एक परमाणु के आंतरिक गोले इलेक्ट्रॉनों से भरे होते हैं जो सकारात्मक रूप से आवेशित परमाणु नाभिक से कसकर बंधे होते हैं, और इसलिए इस तरह की रासायनिक बातचीत में भाग नहीं लेते हैं। किसी उदासीन परमाणु या अणु से इलेक्ट्रॉन ग्रहण करने या खोने की प्रक्रिया को आयनन कहते हैं।

परमाणुओं को विकिरण के साथ बमबारी द्वारा आयनित किया जा सकता है, लेकिन रसायन विज्ञान में आयनीकरण की अधिक सामान्य प्रक्रिया परमाणुओं या अणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण है। यह स्थानांतरण आमतौर पर स्थिर (बंद खोल) इलेक्ट्रोनिक विन्यास प्राप्त करने से प्रेरित होता है। परमाणु इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करेंगे या खो देंगे, इस पर निर्भर करता है कि किस क्रिया में सबसे कम ऊर्जा लगती है।

उदाहरण के लिए, एक सोडियम परमाणु, Na, के संयोजकता कोश में एक एकल इलेक्ट्रॉन होता है, जो 2 और 8 इलेक्ट्रॉनों के 2 स्थिर, भरे हुए आंतरिक कोश के आसपास होता है। चूंकि ये भरे हुए कोश बहुत स्थिर होते हैं, एक सोडियम परमाणु अपने अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन को खो देता है और इस स्थिर विन्यास को प्राप्त कर लेता है, इस प्रक्रिया में सोडियम धनायन बन जाता है।

<केम>ना -> ना+ + ई-</केम>

दूसरी ओर, एक क्लोरीन परमाणु, Cl, के संयोजकता कोश में 7 इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो 8 इलेक्ट्रॉनों से भरे स्थिर, भरे कोश से एक छोटा होता है। इस प्रकार, एक क्लोरीन परमाणु एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है और एक स्थिर 8-इलेक्ट्रॉन विन्यास प्राप्त करता है, इस प्रक्रिया में क्लोराइड आयन बन जाता है:

<केम>सीएल + ई- -> सीएल-</केम>

यह प्रेरक शक्ति है जो सोडियम और क्लोरीन को एक रासायनिक प्रतिक्रिया से गुजरने का कारण बनती है, जिसमें अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन को सोडियम से क्लोरीन में स्थानांतरित किया जाता है, जिससे सोडियम केशन और क्लोराइड आयन बनते हैं। विपरीत रूप से आवेशित होने के कारण, ये धनायन और आयन आयोनिक बंध बनाते हैं और सोडियम क्लोराइड , NaCl बनाने के लिए संयोजित होते हैं, जिसे आमतौर पर टेबल सॉल्ट के रूप में जाना जाता है।

<केम>ना+ + सी- -> NaCl</केम>

बहुपरमाणुक और आणविक आयनों का निर्माण

नाइट्रेट आयन का विद्युत विभव मानचित्र (2NO−3) 3-आयामी खोल एकल मनमानी समविभव का प्रतिनिधित्व करता है।

बहुपरमाणुक और आणविक आयन अक्सर एक प्रोटॉन जैसे मौलिक आयनों के प्राप्त या खोने से बनते हैं, H⁺, तटस्थ अणुओं में। उदाहरण के लिए, जब अमोनिया , NH₃, एक प्रोटॉन स्वीकार करता है, H⁺—एक प्रक्रिया जिसे प्रोटोनेशन कहा जाता है—यह अमोनियम आयन बनाती है, NH+4. अमोनिया और अमोनियम में अनिवार्य रूप से एक ही इलेक्ट्रॉन विन्यास में इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है, लेकिन अमोनियम में एक अतिरिक्त प्रोटॉन होता है जो इसे शुद्ध सकारात्मक चार्ज देता है।

आयन बनाने के लिए अमोनिया एक सकारात्मक चार्ज हासिल करने के लिए एक इलेक्ट्रॉन भी खो सकता है NH+3. हालांकि, यह आयन अस्थिर है, क्योंकि इसमें नाइट्रोजन परमाणु के चारों ओर एक अधूरा वैलेंस इलेक्ट्रॉन होता है, जिससे यह एक बहुत ही प्रतिक्रियाशील मूलक (रसायन विज्ञान) आयन बन जाता है।

कट्टरपंथी आयनों की अस्थिरता के कारण, बहुपरमाणुक और आणविक आयन आमतौर पर मौलिक आयनों को प्राप्त करने या खोने से बनते हैं जैसे कि H⁺, इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने या खोने के बजाय। यह अणु को विद्युत आवेश प्राप्त करते समय अपने स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास को संरक्षित करने की अनुमति देता है।

आयनीकरण क्षमता

Main article: Ionization potential

कम शुद्ध विद्युत आवेश वाली गैस के परमाणु या अणु से अपनी न्यूनतम ऊर्जा अवस्था में एक इलेक्ट्रॉन को अलग करने के लिए आवश्यक ऊर्जा को आयनीकरण क्षमता या आयनीकरण ऊर्जा कहा जाता है। किसी परमाणु की nवीं आयनन ऊर्जा वह ऊर्जा है जो उसके nवें इलेक्ट्रॉन को पहले के बाद अलग करने के लिए आवश्यक होती है n − 1 इलेक्ट्रॉनों को पहले ही अलग कर दिया गया है।

प्रत्येक क्रमिक आयनीकरण ऊर्जा पिछले की तुलना में स्पष्ट रूप से अधिक है। विशेष रूप से महान वृद्धि तब होती है जब किसी दिए गए परमाणु कक्षा के ब्लॉक इलेक्ट्रॉनों से समाप्त हो जाते हैं। इस कारण से, आयन उन तरीकों से बनते हैं जो उन्हें पूर्ण कक्षीय ब्लॉक के साथ छोड़ देते हैं। उदाहरण के लिए, सोडियम के सबसे बाहरी कोश में एक संयोजकता इलेक्ट्रॉन होता है, इसलिए आयनित रूप में यह आमतौर पर एक खोए हुए इलेक्ट्रॉन के साथ पाया जाता है, जैसे Na⁺. आवर्त सारणी के दूसरी ओर, क्लोरीन में सात वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए आयनित रूप में यह आमतौर पर एक प्राप्त इलेक्ट्रॉन के साथ पाया जाता है, जैसे Cl⁻. सीज़ियम में सभी तत्वों की सबसे कम मापी गई आयनीकरण ऊर्जा होती है और हीलियम में सबसे बड़ी होती है। सामान्य तौर पर, धातुओं की आयनीकरण ऊर्जा अधातुओं की आयनीकरण ऊर्जा की तुलना में बहुत कम होती है, यही कारण है कि, सामान्य तौर पर, धातुएँ सकारात्मक रूप से आवेशित आयन बनाने के लिए इलेक्ट्रॉनों को खो देंगी और अधातुओं को ऋणात्मक रूप से आवेशित आयन बनाने के लिए इलेक्ट्रॉन प्राप्त होंगे।

आयनिक बंधन

Main article: Ionic bond

आयनिक बंधन एक प्रकार का रासायनिक बंध न है जो विपरीत आवेशित आयनों के पारस्परिक आकर्षण से उत्पन्न होता है। समान आवेश वाले आयन एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं और विपरीत आवेश वाले आयन एक दूसरे को आकर्षित करते हैं। इसलिए, आयन आमतौर पर अपने आप मौजूद नहीं होते हैं, लेकिन क्रिस्टल लैटिस बनाने के लिए विपरीत चार्ज के आयनों से बंधे होंगे। परिणामी यौगिक को आयनिक यौगिक कहा जाता है, और कहा जाता है कि यह आयनिक बंध द्वारा एक साथ बंधा रहता है। आयनिक यौगिकों में आयन पड़ोसियों के बीच विशिष्ट दूरी उत्पन्न होती है जिससे स्थानिक विस्तार और व्यक्तिगत आयनों की आयनिक त्रिज्या प्राप्त की जा सकती है।

सबसे आम प्रकार का आयनिक बंधन धातुओं और अधातुओं के यौगिकों में देखा जाता है (उत्कृष्ट गैसों को छोड़कर, जो शायद ही कभी रासायनिक यौगिक बनाते हैं)। धातुओं को स्थिर, बंद-खोल इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन से अधिक इलेक्ट्रॉनों की एक छोटी संख्या होने की विशेषता है। इस प्रकार, स्थिर विन्यास प्राप्त करने के लिए उनमें इन अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों को खोने की प्रवृत्ति होती है। इस संपत्ति को विद्युत धनात्मकता के रूप में जाना जाता है। दूसरी ओर, गैर-धातुओं को एक स्थिर विन्यास से कुछ ही इलेक्ट्रॉनों के एक इलेक्ट्रॉन विन्यास की विशेषता होती है। जैसे, उनके पास एक स्थिर विन्यास प्राप्त करने के लिए अधिक इलेक्ट्रॉन प्राप्त करने की प्रवृत्ति होती है। इस प्रवृत्ति को विद्युत वैद्युतीयऋणात्मकता के रूप में जाना जाता है। जब एक अत्यधिक विद्युत धनात्मक धातु को अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक अधातु के साथ जोड़ा जाता है, तो धातु परमाणुओं से अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों को इलेक्ट्रॉन-कमी वाले अधातु परमाणुओं में स्थानांतरित कर दिया जाता है। यह प्रतिक्रिया धातु के पिंजरों और अधातु आयनों का उत्पादन करती है, जो एक दूसरे के प्रति आकर्षित होकर एक नमक (रसायन विज्ञान) बनाते हैं।

आम आयन

Common cations Common name Formula Historic name Monatomic cations Aluminium Al3+ Barium Ba2+ Beryllium Be2+ Calcium Ca2+ Chromium(III) Cr3+ Copper(I) Cu+ cuprous Copper(II) Cu2+ cupric Gold(I) Au+ aurous Gold(III) Au3+ auric Hydrogen H+ Iron(II) Fe2+ ferrous Iron(III) Fe3+ ferric Lead(II) Pb2+ plumbous Lead(IV) Pb4+ plumbic Lithium Li+