イオン化と解離

イオン化と解離は、原子・分子化学で議論される2つの重要なテーマである。イオン化と解離の概念は、化学分析、分光分析、化合物の特性評価、材料科学、放射線と放射線防護、さらには健康や医学の分野でも重要な役割を担っています。この分野で活躍するためには、イオン化と解離の概念を正しく理解することが不可欠である。この記事では、イオン化と解離とは何か、その定義、イオン化と解離の類似点、その応用、そして最後にイオン化と解離の違いについて説明します。

でんきかいり

イオン化とは、イオンを発生させることである。これにはいくつかの方法があります。分子や原子は、電子を取り除いたり、電子を加えたり、イオンを取り除いたり、イオンを加えたりすることでイオンになることができる。イオンのプラスとマイナスの電荷は釣り合っていない。イオンの正電荷が負電荷より大きい場合、そのイオンはカチオンである。負の電荷が正の電荷より多い場合、そのイオンは負イオンである。中性原子を考えてみましょう。陽イオンを作るには、一番外側の電子を原子から取り除かなければならない。電子を軌道上から無限大にするのに必要なエネルギーを電離エネルギーといいます。第一標準イオン化エネルギーは、標準的な条件下で測定された基底状態の気体原子から一番外側の電子を完全に取り除くのに必要な最小エネルギーと定義される。イオン化の逆のプロセスとして、電子を追加する電子親和力がある。この用語の意味では、イオン化も電子親和力もイオン化であるが、熱力学的な計算のためには異なる定義をしている。

分離

分子は通常、2つ以上のイオンが結合することで形成される。塩の結晶は、ナトリウムイオンと塩化物イオンからできています。水に溶かすと、分子は元のイオンに分解される。結晶の中には、多くの分子が結晶化することでできるものもあります。砂糖はそのような結晶の良い例である。このような結晶を水に溶かすと、分子が再び放出される。これも分離です。系から電子を取り除くことは解離とは言えない。解離とは、分子やイオン間の結合が壊れることを指すことが多い。水に塩を加えると、溶液が飽和状態になるまで塩が完全に分解されます。弱い酸を加えると、平衡が部分的にしか解除されない。塩酸のような強い酸では完全に分解されます。