陽イオン – 正の電荷を持つ原子
イオンとは、一つ以上の電子を失った、または一つ以上の電子を得た原子や分子のことを指します。これにより、イオンは正味の電荷を持つことになります。電子の電荷は慣例により負とされ、この電荷は陽子の電荷と等しく反対です。陽子の電荷は慣例により正とされます。
陽イオン
陽イオンは、電子よりも陽子が多いために正の電荷を持つイオンです。これらは小さく、そのほとんどが10-10 m(10-8 cm)未満の半径を持っています。陽イオンは、価電子(原子核から最も遠い電子)を失うため、対応する中性原子よりも小さくなります。
陰イオン
一方、陰イオンは電子が陽子よりも多いために負の電荷を持つイオンです。陰イオンは、電子を追加することで電子間の反発相互作用の数が増えるため、対応する中性原子よりも大きくなります。
イオンの特徴
陽イオンと陰イオンは、それぞれのイオン半径によって測定され、相対的な大きさが異なります。同じ電荷の符号を持つ粒子は互いに反発し合い、異なる符号を持つ粒子は引き合います。物質内では、これらの反対の電荷を持つイオンが互いに引き合ってイオン結合を形成します。
原子内の電子は、電磁力によって原子核内の陽子に引き付けられます。この力は電子をより小さい原子核を取り囲む静電ポテンシャル井戸内に束縛します。これは、電子が脱出するためには外部からのエネルギーが必要であることを意味します。
総じて、イオンは電子を失うか得ることによって形成され、これによって正または負の電荷を持つようになります。陽イオンと陰イオンは物質の化学的性質に重要な役割を果たし、イオン結合を通じて物質が形成される基礎を提供します。