ไอออน คือ อะตอม หรือกลุ่มอะตอม ที่มีประจุสุทธิทางไฟฟ้าเป็นบวก หรือเป็นไอออนที่มีประจุลบ gaaจะมีอิเล็กตรอนในชั้นอิเล็กตรอน (electron shell) มากกว่าที่มันมีโปรตอนในนิวเคลียส เราเรียกไอออนชนิดนี้ว่า แอนไอออน (anion) เพราะมันถูกดูดเข้าหาขั้วแอโนด (anode) ส่วนไอออนที่มีประจุบวก จะมีอิเล็กตรอนน้อยกว่าโปรตอน เราเรียกว่า แคทไอออน (cation) เพราะมันถูกดูดเข้าหาขั้วแคโทด (cathode) กระบวนการแปลงเป็นไอออน และสภาพของการถูกทำให้เป็นไอออน เรียกว่า การแตกตัวเป็นไอออน (อังกฤษ: ionization) ส่วนกระบวนการจับตัวระหว่างไอออนและอิเล็กตรอนเข้าด้วยกัน จนเกิดเป็นอะตอมที่ดุลประจุแล้วมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า เรียกว่า recombination แอนไอออนแบบโพลีอะตอมิก ซึ่งมีออกซิเจนประกอบอยู่ บางครั้งก็เรียกว่า "ออกซีแอนไอออน" (oxyanion) กลุ่มไอออนที่ไม่แตกตัวในน้ำ หรือแม้แต่ก๊าซที่มีส่วนของอนุภาคที่มีประจุ จะเรียกว่า พลาสมา (plasma) ซึ่งถือเป็น สถานะที่ 4 ของสสาร เพราะคุณสมบัติของมันนั้น แตกต่างไปจากของแข็ง พลังงานที่ต้องใช้ พลังงานที่ต้องการใช้เพื่อดึงอิเล็กตรอนในสถานะพลังงานต่ำสุด จากอะตอม หรือโมเลกุลสารใด ๆ ในสถานะก๊าซ ที่มีประจุสุทธิทางไฟฟ้าน้อยกว่า เรียกว่า ความสามารถในการทำให้เกิดไอออน (ionization potential หรือ ionization energy) พลังงานในการทำให้เกิดไอออนลำดับที่ n ของอะตอม ถือพลังงานที่ต้องใช้เพื่อดึงอิเล็กตรอนตัวที่ n หลังจากอิเล็กตรอนตัวที่ n-1 ถูกดึงออกไปแล้ว ตัวอย่างเช่น โซเดียม มีวาเลนซ์อิเล็กตรอน 1 ตัว ในชั้นอิเล็กตรอนนอกสุด ดังนั้น ในรูปที่เป็นไอออน จึงมักจะพบในรูปที่สูญเสียอิเล็กตรอน 1 ตัว นั่นคือ Na+ ส่วนอีกฝากหนึ่งของตารางธาตุ คลอรีนนั้นมีวาเลนซ์อิเล็กตรอน 7 ตัว ดังนั้น รูปไอออนของมันที่พบทั่วไป จึงรับอิเล็กตรอนไว้ 1 ตัว นั่นคือ Cl- สำหรับธาตุแฟรนเซียมนั้นมีพลังงานในการสร้างไอออนต่ำที่สุดในบรรดาธาตุทั้งหมด ส่วนฟลูออรีนนั้นมีพลังงานมากที่สุด ประวัติ ไมเคิล ฟาราเดย์ ได้ตั้งทฤษฎีเกี่ยวกับไอออนขึ้นเป็นครั้งแรก เมื่อราว พ.ศ. 2373 เพื่อบรรยายถึงส่วนของโมเลกุล ที่เดินทางไปยังแอโนดหรือแคโถด อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการอธิบายถึงกลไกที่ทำให้เกิดกระบวนการดังกล่าว กระทั่งปี พ.ศ. 2427 สวันเต เอากุสต์ อาร์เรเนียส (Svante August Arrhenius) ได้ทำการวิจัยขณะเขียนวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกของเขา ในเบื้องต้นนั้นทฤษฎีของเขายังไม่เป็นที่ยอมรับ แต่ในที่สุดวิทยานิพนธ์ปริญญาเอกของเขาก็สามารถทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี ประจำปี พ.ศ. 2446 ได้ การใช้งาน ไอออนนั้นมีความจำเป็นสำหรับชีวิต ไอออนของโซเดียม โพแทสเซียม และแคลเซียม และไอออนอื่น ๆ มีบทบาทสำคัญในเซลของสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะในเซลเมมเบรน ไอออนเหล่านี้มีการใช้ในชีวิตประจำวันเป็นจำนวนมาก เช่น ตัวตรวจจับควัน และยังพบในการใช้เทคโนโลยีแบบใหม่ เช่น เครื่องยนต์ไอออน (ion engine) และปืนใหญ่แบบใช้ไอออน (ion cannon)
|
