आयन: Difference between revisions
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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 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<ref>{{Cite web|title=Definition of CATION|url=https://www.merriam-webster.com/dictionary/cation|access-date=2021-10-06|website=www.merriam-webster.com|language=en|archive-date=2021-10-06|archive-url=https://web.archive.org/web/20211006215047/https://www.merriam-webster.com/dictionary/cation|url-status=live}}</ref> जबकि एक '''ऋणायन''' ऋणावेशित आयन होता है जिसमें प्रोटॉन की तुलना में इलेक्ट्रॉनों अधिक होते हैं।<ref>{{Cite web|title=Definition of ANION|url=https://www.merriam-webster.com/dictionary/anion|access-date=2021-10-06|website=www.merriam-webster.com|language=en|archive-date=2021-10-06|archive-url=https://web.archive.org/web/20211006215049/https://www.merriam-webster.com/dictionary/anion|url-status=live}}</ref> विपरीत विद्युत आवेश स्थिर वैद्युत बल द्वारा एक दुसरे की ओर आकर्षित होते हैं, इसलिए धनायन | एक '''धनायन''' धनावेशित आयन होता है जिसमें प्रोटॉन की तुलना में इलेक्ट्रॉन कम होते हैं<ref>{{Cite web|title=Definition of CATION|url=https://www.merriam-webster.com/dictionary/cation|access-date=2021-10-06|website=www.merriam-webster.com|language=en|archive-date=2021-10-06|archive-url=https://web.archive.org/web/20211006215047/https://www.merriam-webster.com/dictionary/cation|url-status=live}}</ref> जबकि एक '''ऋणायन''' ऋणावेशित आयन होता है जिसमें प्रोटॉन की तुलना में इलेक्ट्रॉनों अधिक होते हैं।<ref>{{Cite web|title=Definition of ANION|url=https://www.merriam-webster.com/dictionary/anion|access-date=2021-10-06|website=www.merriam-webster.com|language=en|archive-date=2021-10-06|archive-url=https://web.archive.org/web/20211006215049/https://www.merriam-webster.com/dictionary/anion|url-status=live}}</ref> विपरीत विद्युत आवेश स्थिर वैद्युत बल द्वारा एक दुसरे की ओर आकर्षित होते हैं, इसलिए धनायन तथा ऋणायन एक दूसरे को आकर्षित करते हैं तथा 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 | 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 तथा एक धनात्मक आयन होता है।<ref name = "knoll">{{cite book |first=Glenn F |last=Knoll |title=Radiation detection and measurement |edition=3rd |date=1999 |location=New York |publisher=Wiley |isbn=978-0-471-07338-3}}</ref> 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{{anchor|History of discovery}}== | ==खोज का इतिहास{{anchor|History of discovery}}== | ||
''आयन'' शब्द यूनानी शब्द ''आयीएनाइ'' (यूनानी रूप: ἰέναι) के नपुंसक लिंगीय वर्तमान कालिक विशेषण से निर्मित हुआ शब्द है जिसका अर्थ होता है "चल देना"। ''कैटायन'' (धनायन) का अर्थ होता है "कोई ऐसी वस्तु जो नीचे जाती हो" (यूनानी रूप: κάτω जिसका उच्चारण ' | ''आयन'' शब्द यूनानी शब्द ''आयीएनाइ'' (यूनानी रूप: ἰέναι) के नपुंसक लिंगीय वर्तमान कालिक विशेषण से निर्मित हुआ शब्द है जिसका अर्थ होता है "चल देना"। ''कैटायन'' (धनायन) का अर्थ होता है "कोई ऐसी वस्तु जो नीचे जाती हो" (यूनानी रूप: κάτω जिसका उच्चारण '''काटो''<nowiki/>' तथा अर्थ '<nowiki/>''नीचे'' ' होता है) तथा ''एनायन'' (ऋणायन) का अर्थ होता है "कोई ऐसी वस्तु जो ऊपर जाती हो" (यूनानी रूप: ano ἄνω जिसका अर्थ '''ऊपर'' ' होता है)। ऐसा इसलिए कहते हैं क्यूंकि आयन विपरीत आवेश के इलेक्ट्रोड की दिशा में चलते हैं। इस शब्द का प्रयोग अंग्रेज़ भौतिक एवं रसायन शास्त्री माइकल फैराडे द्वारा १८३४ में (अंग्रेज़ बहुज्ञ विलियम व्हीवेल के एक सुझाव के उपरान्त), तत्कालीन अज्ञात, एक ऐसी प्रजाति के लिए किया गया जो किसी तरल माध्यम में एक इलेक्ट्रोड से दुसरे इलेक्ट्रोड की दिशा में चलती है।<ref>{{cite video | url=https://www.bbc.co.uk/history/historic_figures/faraday_michael.shtml | title=Michael Faraday (1791-1867) | publisher=[[BBC]] | location=UK}}</ref><ref>{{cite web | url=http://www.etymonline.com/index.php?term=ion | title=Online etymology dictionary | access-date=2011-01-07 | archive-date=2011-05-14 | archive-url=https://web.archive.org/web/20110514084635/http://www.etymonline.com/index.php?term=ion | url-status=live }}</ref> फैराडे को इन प्रजातियों के गुणों का पता नहीं था, लेकिन वह जानते थे कि चूंकि धातुएं एक इलेक्ट्रोड पर विघटित हो कर विलयन में प्रवेश करती हैं तथा दूसरे इलेक्ट्रोड पर विलयन से नई धातु निकलती है; इसलिए किसी प्रकार का पदार्थ विलयन में एक धारा में द्रवित हुआ है। यह पदार्थ को एक स्थान से दूसरे स्थान तक पहुँचाता है। फैराडे के साथ पत्राचार में, व्हीवेल ने एनोड (धनाग्र) तथा कैथोड (ऋणाग्र) शब्दों कि रचना की, साथ ही क्रमशः इनकी ओर आकर्षित होने वाले आयनों, एनायन (ऋणायन) एवं कैटायन (धनायन) शब्दों कि भी रचना की।<ref name="whewell">{{cite book |url=https://books.google.com/books?id=9lknVoNGj30C&q=The%20Correspondence%20of%20Michael%20Faraday%20whewell&pg=PA183 |title=The Correspondence of Michael Faraday, Vol. 2: 1832-1840 |year=1991 |editor=Frank A. J. L. James |isbn=9780863412493 |page=183 |access-date=2020-10-16 |archive-date=2021-04-14 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210414164907/https://books.google.com/books?id=9lknVoNGj30C&q=The%20Correspondence%20of%20Michael%20Faraday%20whewell&pg=PA183 |url-status=live }}</ref> | ||
स्वान्ते अरहेनियस ने अपने 1884 के शोध प्रबंध में इस तथ्य की व्याख्या की कि ठोस क्रिस्टलीय लवण विघटित होने पर युग्मित आवेशित कणों में वियोजित हो जाते हैं। इसके लिए उन्हें १९०३ में रसायन विज्ञान के नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया।<ref>{{cite web|url=https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1903/index.html|title=The Nobel Prize in Chemistry 1903|website=www.nobelprize.org|access-date=2017-06-13|archive-date=2018-07-08|archive-url=https://web.archive.org/web/20180708044958/https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1903/index.html|url-status=live}}</ref> अरहेनियस की व्याख्या यह थी कि एक घोल बनाने में लवण, फैराडे द्वारा आविष्कारित आयनों में अलग हो जाता है अतः उन्होंने प्रस्तावित किया कि आयन विद्युत प्रवाह की अनुपस्थिति में भी बनते हैं।<ref name="columbia">{{cite book|editor1-last=Harris|editor1-first=William|editor2-last=Levey|editor2-first=Judith|title=The New Columbia Encyclopedia|date=1976|publisher=[[Columbia University]]|location=New York City|isbn=978-0-231-03572-9|page=[https://archive.org/details/newcolumbiaencyc00harr/page/155 155]|edition=4th|url=https://archive.org/details/newcolumbiaencyc00harr/page/155}}</ref><ref name="EncBrit">{{cite book|editor1-last=McHenry|editor1-first=Charles|title=The New Encyclopædia Britannica|journal=Chicago: Encyclopaedia Britannica Inc|date=1992|publisher=[[Encyclopædia Britannica, Inc.]]|location=Chicago|isbn=978-0-85229-553-3|page=587|volume=1|edition=15|bibcode=1991neb..book.....G|last1=Goetz|first1=Philip W.}}</ref><ref name="SciBio">{{cite book|editor1-last=Cillispie|editor1-first=Charles|title=Dictionary of Scientific Biography|date=1970|publisher=[[Charles Scribner's Sons]]|location=New York City|isbn=978-0-684-10112-5|pages=296–302|edition=1}}</ref> | स्वान्ते अरहेनियस ने अपने 1884 के शोध प्रबंध में इस तथ्य की व्याख्या की कि ठोस क्रिस्टलीय लवण विघटित होने पर युग्मित आवेशित कणों में वियोजित हो जाते हैं। इसके लिए उन्हें १९०३ में रसायन विज्ञान के नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया।<ref>{{cite web|url=https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1903/index.html|title=The Nobel Prize in Chemistry 1903|website=www.nobelprize.org|access-date=2017-06-13|archive-date=2018-07-08|archive-url=https://web.archive.org/web/20180708044958/https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1903/index.html|url-status=live}}</ref> अरहेनियस की व्याख्या यह थी कि एक घोल बनाने में लवण, फैराडे द्वारा आविष्कारित आयनों में अलग हो जाता है अतः उन्होंने प्रस्तावित किया कि आयन विद्युत प्रवाह की अनुपस्थिति में भी बनते हैं।<ref name="columbia">{{cite book|editor1-last=Harris|editor1-first=William|editor2-last=Levey|editor2-first=Judith|title=The New Columbia Encyclopedia|date=1976|publisher=[[Columbia University]]|location=New York City|isbn=978-0-231-03572-9|page=[https://archive.org/details/newcolumbiaencyc00harr/page/155 155]|edition=4th|url=https://archive.org/details/newcolumbiaencyc00harr/page/155}}</ref><ref name="EncBrit">{{cite book|editor1-last=McHenry|editor1-first=Charles|title=The New Encyclopædia Britannica|journal=Chicago: Encyclopaedia Britannica Inc|date=1992|publisher=[[Encyclopædia Britannica, Inc.]]|location=Chicago|isbn=978-0-85229-553-3|page=587|volume=1|edition=15|bibcode=1991neb..book.....G|last1=Goetz|first1=Philip W.}}</ref><ref name="SciBio">{{cite book|editor1-last=Cillispie|editor1-first=Charles|title=Dictionary of Scientific Biography|date=1970|publisher=[[Charles Scribner's Sons]]|location=New York City|isbn=978-0-684-10112-5|pages=296–302|edition=1}}</ref> | ||
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आयन अपनी गैस जैसी अवस्था में अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं तथा तीव्रता से विपरीत आवेश वाले आयनों के साथ मिलकर उदासीन अणु या आयनिक लवण देते हैं। आयन तरल या ठोस अवस्था में भी उत्पन्न होते हैं जब लवण विलायकों (उदाहरण के लिए, जल) के साथ अन्तःक्रिया करके विलायकयोजित आयनों का निर्माण करते हैं जो कि आयनों की द्रवों से अन्तःक्रिया करने के लिए एक दुसरे से दूर जाने से होने वाले ऊर्जा एवं परिक्षय (एन्ट्रॉपी) में परिवर्तनों के मिलाप से उत्पन्न होने वाले कारणों से अधिक स्थिर होते हैं। ये स्थिर प्रजातियां साधारणतः पर्यावरण में कम तापमान पर पाई जाती हैं। एक सामान्य उदाहरण समुद्री जल में मौजूद आयन हैं, जो घुले हुए लवणों से प्राप्त होते हैं। | आयन अपनी गैस जैसी अवस्था में अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं तथा तीव्रता से विपरीत आवेश वाले आयनों के साथ मिलकर उदासीन अणु या आयनिक लवण देते हैं। आयन तरल या ठोस अवस्था में भी उत्पन्न होते हैं जब लवण विलायकों (उदाहरण के लिए, जल) के साथ अन्तःक्रिया करके विलायकयोजित आयनों का निर्माण करते हैं जो कि आयनों की द्रवों से अन्तःक्रिया करने के लिए एक दुसरे से दूर जाने से होने वाले ऊर्जा एवं परिक्षय (एन्ट्रॉपी) में परिवर्तनों के मिलाप से उत्पन्न होने वाले कारणों से अधिक स्थिर होते हैं। ये स्थिर प्रजातियां साधारणतः पर्यावरण में कम तापमान पर 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, | आवेशित वस्तुओं के रूप में, आयन विपरीत विद्युत आवेशों (धनात्मक से ऋणात्मक, तथा इसके विपरीत) की ओर आकर्षित होते हैं तथा समान आवेशों द्वारा प्रतिकर्षित होते हैं। जब वे चलते हैं, तो उनके प्रक्षेपवक्र को चुंबकीय क्षेत्र द्वारा विक्षेपित किया जा सकता है। | ||
इलेक्ट्रॉनों | इलेक्ट्रॉनों के छोटे द्रव्यमान अतः इस कारणवश पदार्थ तरंगों के रूप में बड़े स्थान-भरने वाले गुणों के कारण वे परमाणुओं तथा अणुओं के आकार को निर्धारित करते हैं जिनमें एक 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 प्रतिकर्षित करते हैं तथा आयन के भौतिक आकार में जुड़ जाते हैं, अतः इसका आकार इसके इलेक्ट्रॉन अभ्र द्वारा निर्धारित किया जाता है। इलेक्ट्रॉन अभ्र 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, तथा इस प्रकार एक एकल प्रोटॉन होता है - मूल हाइड्रोजन परमाणु से बहुत छोटा। | ||
=== ऋणायन | === ऋणायन तथा धनायन === | ||
{{redirect-distinguish2|Anion|the quasiparticle [[Anyon]]}} | {{redirect-distinguish2|Anion|the quasiparticle [[Anyon]]}} | ||
[[File:Ions.svg|thumb|upright=1.75|[[ हाइड्रोजन परमाणु ]] (केंद्र) में एक प्रोटॉन | [[File:Ions.svg|thumb|upright=1.75|[[ हाइड्रोजन परमाणु ]] (केंद्र) में एक प्रोटॉन तथा 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, उदासीन 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 उदासीन 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। | 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 {{vanchor|anion}} (−) ({{IPAc-en|ˈ|æ|n|,|aɪ|.|ən}} {{Respell|ANN|eye|ən}}, ग्रीक शब्द (ánō) से, जिसका अर्थ है up<ref>{{cite web | url =http://oxfordindex.oup.com/view/10.1093/oi/authority.20110803095414154 | title =Oxford Reference: OVERVIEW anion | author =Oxford University Press | author-link =Oxford University Press | publisher =oxfordreference.com | date =2013 | access-date =2017-01-15 | archive-date =2017-01-18 | archive-url =https://web.archive.org/web/20170118065532/http://oxfordindex.oup.com/view/10.1093/oi/authority.20110803095414154 | url-status =live }}</ref>) 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 | एक {{vanchor|anion}} (−) ({{IPAc-en|ˈ|æ|n|,|aɪ|.|ən}} {{Respell|ANN|eye|ən}}, ग्रीक शब्द (ánō) से, जिसका अर्थ है up<ref>{{cite web | url =http://oxfordindex.oup.com/view/10.1093/oi/authority.20110803095414154 | title =Oxford Reference: OVERVIEW anion | author =Oxford University Press | author-link =Oxford University Press | publisher =oxfordreference.com | date =2013 | access-date =2017-01-15 | archive-date =2017-01-18 | archive-url =https://web.archive.org/web/20170118065532/http://oxfordindex.oup.com/view/10.1093/oi/authority.20110803095414154 | url-status =live }}</ref>) 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 तथा प्रोटॉन धनात्मक रूप से आवेशित होते हैं)।<ref>{{cite web | url =http://ruby.colorado.edu/~smyth/G101-2.html | title =Atoms and Elements, Isotopes and Ions | author =University of Colorado Boulder | author-link =University of Colorado Boulder | publisher =colorado.edu | date =November 21, 2013 | access-date =November 22, 2013 | archive-date =February 2, 2015 | archive-url =https://web.archive.org/web/20150202061438/http://ruby.colorado.edu/~smyth/G101-2.html | url-status =live }}</ref> | ||
ए {{vanchor|cation}} (+) ({{IPAc-en|ˈ|k|æ|t|,|aɪ|.|ən}} {{Respell|KAT|eye|ən}}, ग्रीक शब्द (काटो) से, जिसका अर्थ है डाउन<ref>{{cite web | url =http://oxfordindex.oup.com/view/10.1093/oi/authority.20110803095555447 | title =Oxford Reference: OVERVIEW cation | author =Oxford University Press | author-link =Oxford University Press | publisher =oxfordreference.com | date =2013 | access-date =2017-01-15 | archive-date =2017-01-18 | archive-url =https://web.archive.org/web/20170118065659/http://oxfordindex.oup.com/view/10.1093/oi/authority.20110803095555447 | url-status =live }}</ref>) प्रोटॉन की तुलना में कम इलेक्ट्रॉनों वाला एक आयन है, जो इसे एक सकारात्मक चार्ज देता है।<ref>{{cite web | url =http://www.usouthal.edu/geology/haywick/GY111/111-4.pdf | title =Elemental Chemistry | author =Douglas W. Haywick, Ph.D. | author2 =University of South Alabama | publisher =usouthal.edu | date =2007–2008 | author-link2 =University of South Alabama | access-date =2013-11-22 | archive-date =2011-12-04 | archive-url =https://web.archive.org/web/20111204134213/http://www.usouthal.edu/geology/haywick/GY111/111-4.pdf | url-status =live }}</ref> | ए {{vanchor|cation}} (+) ({{IPAc-en|ˈ|k|æ|t|,|aɪ|.|ən}} {{Respell|KAT|eye|ən}}, ग्रीक शब्द (काटो) से, जिसका अर्थ है डाउन<ref>{{cite web | url =http://oxfordindex.oup.com/view/10.1093/oi/authority.20110803095555447 | title =Oxford Reference: OVERVIEW cation | author =Oxford University Press | author-link =Oxford University Press | publisher =oxfordreference.com | date =2013 | access-date =2017-01-15 | archive-date =2017-01-18 | archive-url =https://web.archive.org/web/20170118065659/http://oxfordindex.oup.com/view/10.1093/oi/authority.20110803095555447 | url-status =live }}</ref>) प्रोटॉन की तुलना में कम इलेक्ट्रॉनों वाला एक आयन है, जो इसे एक सकारात्मक चार्ज देता है।<ref>{{cite web | url =http://www.usouthal.edu/geology/haywick/GY111/111-4.pdf | title =Elemental Chemistry | author =Douglas W. Haywick, Ph.D. | author2 =University of South Alabama | publisher =usouthal.edu | date =2007–2008 | author-link2 =University of South Alabama | access-date =2013-11-22 | archive-date =2011-12-04 | archive-url =https://web.archive.org/web/20111204134213/http://www.usouthal.edu/geology/haywick/GY111/111-4.pdf | url-status =live }}</ref> | ||
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 | 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 तथा +2 आवेश वाले आयन को [[ समर्पण ]] के रूप में जाना जाता है। एक [[ zwitterion ]] उस अणु के भीतर विभिन्न स्थानों पर सकारात्मक तथा नकारात्मक चार्ज के साथ एक उदासीन अणु है।<ref>{{cite web | url =http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/1biochem/amino2.html#zwitter | title =Amino Acids | author =Purdue University | author-link =Purdue University | publisher =purdue.edu | date =November 21, 2013 | access-date =November 22, 2013 | archive-date =July 13, 2011 | archive-url =https://web.archive.org/web/20110713040227/http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/1biochem/amino2.html#zwitter | url-status =live }}</ref> | ||
धनायन | धनायन तथा ऋणायन उनके [[ आयनिक त्रिज्या ]] द्वारा मापा जाता है तथा वे सापेक्ष आकार में भिन्न होते हैं: धनायन छोटे होते हैं, उनमें से अधिकांश 10 से कम होते हैं<sup>−10</sup> मी (10<sup>−8</sup> 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 तथा यह कि धनायन उनके बीच के रिक्त स्थान में फिट हो जाते हैं।<ref name="Press1986">{{cite book |last1=Press |first1=Frank |last2=Siever |first2=Raymond |title=Earth |edition=14th |publisher=[[W. H. Freeman and Company]] |publication-place=New York |year=1986 | isbn=0-7167-1743-3 | oclc=12556840 | page=63}}</ref> | ||
आयन | आयन तथा धनायन (आयनों के लिए जो इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान क्रमशः एनोड तथा कैथोड की यात्रा करते हैं) विलियम व्हीवेल के साथ उनके परामर्श के बाद #खोज का इतिहास थे। | ||
=== प्राकृतिक घटनाएं === | === प्राकृतिक घटनाएं === | ||
{{further|List of oxidation states of the elements}} | {{further|List of oxidation states of the elements}} | ||
आयन [[ प्रकृति ]] में सर्वव्यापी हैं | आयन [[ प्रकृति ]] में सर्वव्यापी हैं तथा सूर्य की चमक से लेकर पृथ्वी के आयनमंडल के अस्तित्व तक विविध घटनाओं के लिए जिम्मेदार हैं। अपने आयनिक अवस्था में परमाणुओं का रंग उदासीन परमाणुओं से भिन्न हो सकता है, तथा इस प्रकार धातु आयनों द्वारा प्रकाश अवशोषण रत्नों का रंग देता है। अकार्बनिक तथा कार्बनिक रसायन विज्ञान (जैव रसायन सहित) दोनों में, पानी तथा आयनों की परस्पर क्रिया अत्यंत महत्वपूर्ण है{{citation needed|date=September 2020}}; एक उदाहरण ऊर्जा है जो [[ एडेनोसाइन ट्रायफ़ोस्फेट ]] (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट) के टूटने को प्रेरित करती है{{clarify|date=September 2020}}. 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 == | == 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 ]] | 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 ]] तथा [[ आयन थ्रस्टर ]] जैसे कई उपकरणों में किया जाता है। | ||
प्रतिक्रियाशील आवेशित कणों के रूप में, उनका उपयोग [[ वायु आयनकारक ]] में रोगाणुओं को बाधित करके, | प्रतिक्रियाशील आवेशित कणों के रूप में, उनका उपयोग [[ वायु आयनकारक ]] में रोगाणुओं को बाधित करके, तथा घरेलू वस्तुओं जैसे [[ स्मोक डिटेक्टर ]]ों में भी किया जाता है। | ||
चूंकि जीवों में सिग्नलिंग | चूंकि जीवों में सिग्नलिंग तथा 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 तथा कृत्रिम [[ बायोकाइड्स ]] द्वारा शोषित एक सामान्य तंत्र है, जिसमें [[ आयन चैनल ]] [[ ग्रामिसिडिन ]] तथा [[ 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। | अकार्बनिक भंग आयन कुल घुलित ठोस का एक घटक है, जो [[ पानी की गुणवत्ता ]] का एक व्यापक रूप से ज्ञात संकेतक है। | ||
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=== आयनकारी विकिरण का पता लगाना === | === आयनकारी विकिरण का पता लगाना === | ||
[[File:Ion chamber operation.gif|thumb|right|300px|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।<ref name = "knoll"/>]] | [[File:Ion chamber operation.gif|thumb|right|300px|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।<ref name = "knoll"/>]] | ||
[[File:Electron avalanche.gif|thumbnail|300px|दो इलेक्ट्रोड के बीच हिमस्खलन प्रभाव। मूल आयनीकरण घटना एक इलेक्ट्रॉन को मुक्त करती है, | [[File:Electron avalanche.gif|thumbnail|300px|दो इलेक्ट्रोड के बीच हिमस्खलन प्रभाव। मूल आयनीकरण घटना एक इलेक्ट्रॉन को मुक्त करती है, तथा प्रत्येक बाद की टक्कर एक तथा इलेक्ट्रॉन को मुक्त करती है, इसलिए प्रत्येक टकराव से दो इलेक्ट्रॉन निकलते हैं: आयनकारी इलेक्ट्रॉन तथा मुक्त इलेक्ट्रॉन।]] | ||
गैस पर विकिरण के आयनकारी प्रभाव का व्यापक रूप से [[ अल्फा कण ]], [[ बीटा कण ]], [[ गामा किरण ]] | गैस पर विकिरण के आयनकारी प्रभाव का व्यापक रूप से [[ अल्फा कण ]], [[ बीटा कण ]], [[ गामा किरण ]] तथा [[ 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 तथा एक मुक्त इलेक्ट्रॉन। [[ आयनीकरण कक्ष ]] इन डिटेक्टरों में सबसे सरल है, तथा विद्युत क्षेत्र के अनुप्रयोग के माध्यम से गैस के भीतर प्रत्यक्ष आयनीकरण द्वारा बनाए गए सभी शुल्क एकत्र करता है।<ref name = "knoll"/> | ||
गीजर-मुलर ट्यूब | गीजर-मुलर ट्यूब तथा [[ 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 == | == रसायन विज्ञान == | ||
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=== आवेशित अवस्था को इंगित करना === | === आवेशित अवस्था को इंगित करना === | ||
[[File:Ions notation.svg|thumb|right|लोहे के परमाणु (Fe) के लिए समतुल्य संकेतन जिसने दो इलेक्ट्रॉनों को खो दिया, जिसे [[ लौह ]] कहा जाता है।]] | [[File:Ions notation.svg|thumb|right|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 {{chem2|Na+}} | 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 {{chem2|Na+}} तथा नहीं {{chem2|Na(1+)}}. | ||
एक अणु/परमाणु को कई आवेशों के साथ दिखाने का एक वैकल्पिक ( | एक अणु/परमाणु को कई आवेशों के साथ दिखाने का एक वैकल्पिक (तथा 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 तथा रासायनिक अर्थ को नहीं बदलता है। के तीनों प्रतिनिधित्व {{chem2|Fe(2+)}}, {{chem2|Fe^{++} }}, तथा {{chem2|Fe^{⊕⊕} }} चित्र में दिखाया गया है, इस प्रकार समतुल्य हैं। | ||
[[File:Ions notation2.svg|thumb|[[ यूरेनिल ]] आयन के लिए मिश्रित रोमन अंक | [[File:Ions notation2.svg|thumb|[[ यूरेनिल ]] आयन के लिए मिश्रित रोमन अंक तथा 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 तथा 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, {{chem2|Fe(2+)}} ऊपर देखे गए उदाहरण को कहा जाता है {{chem2|Fe(II)}} या {{chem2|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। | मोनोआटोमिक आयनों को कभी-कभी रोमन अंकों के साथ भी दर्शाया जाता है, विशेष रूप से स्पेक्ट्रल लाइन#नामांकन एंकर में; उदाहरण के लिए, {{chem2|Fe(2+)}} ऊपर देखे गए उदाहरण को कहा जाता है {{chem2|Fe(II)}} या {{chem2|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 === | === 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 | 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 तथा 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 === | === गठन === | ||
==== एकपरमाण्विक आयनों का निर्माण ==== | ==== 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, | 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, तथा 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। | 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 | उदाहरण के लिए, एक सोडियम परमाणु, Na, के संयोजकता कोश में एक एकल इलेक्ट्रॉन होता है, जो 2 तथा 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 तथा इस स्थिर विन्यास क | ||