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[[물리화학|물리화학 Physical Chemistry ]]
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1. 개요
Ion전기를 띤 원자 또는 원자단이다.
'이온'이라는 말은 1834년 마이클 패러데이가 고안했다고 한다. '가다'를 뜻하는 그리스어 ienai의 중성 현재분사형에서 따왔다. #
2. 생성 방식
이온은 여러가지 과정을 통해 만들어지는데, 간단히 전자를 얻거나 잃으면 생성된다. 또한 원자 혹은 원자단이 다른 원자 혹은 원자단과 결합한 상태에서 일부가 떨어져 나갈 때 전자를 더 가지고 가거나 덜 가지고 가는 등의 과정에 의해서도 만들어진다.[1]양전하를 띤 이온을 양이온(cation), 음전하를 띤 이온을 음이온(anion)이라 한다. [2] 이를 이온식으로 나타낸다. 중성인 분자가 전자를 잃거나 얻는 것을 이온화(전리)한다고 하고, 이렇게 생성된 이온의 전하량은 잃거나 얻은 전자의 개수에 잃으면 (+), 얻으면 (-)로 나타낸다. 따라서 전기소량의 정수배로 나타내며, 이 값을 이온값이라 부른다. 원소기호의 오른쪽 위에 +/-표기와 더불어 표기한다. Pb → Pb2+, S → S2-처럼.
기체도 에너지를 가해 주면 이온화 되어 전류가 흐를 수 있다. 실제로, 기체 속에 방사능 물질을 놓고 양쪽에 전압을 걸어주면 방사선의 에너지에 의해 이온화된 기체 분자가 전하를 운반하여 전류가 통할 수 있다.
3. 성질
이온이 되면 원래의 물질과 성질이 달라진다. 예를 들어, 중성 상태의 나트륨 금속은 물에 넣으면 강렬히 반응하며 터지지만, +1가의 나트륨 이온은 물에 넣어도 안 터진다. 나트륨 이온이 들어있는 물질인 소금을 물에 녹이면 소금이 용해된 것 이외에 아무 일이 일어나지 않는 것으로써 확인할 수 있다.4. 이온 결합
양이온과 음이온이 결합에 생성되는 화학 결합을 이온 결합이라고 한다.이온 결합 물질은 보통 물에 녹아 양이온과 음이온으로 나뉘어져 전류가 통하게 된다.[3][4] 예를 들어, 순수한 증류수는 전류가 거의 흐르지 않지만 실제로는 주변에서 흔히 보는 물에는 전류가 잘 통하는데, 이것은 칼슘 이온과 마그네슘 이온과 같은 불순물들이 들어가 있기 때문이다. 그리고 수돗물은 염소와 플루오린 등으로 소독하기 때문에 당연히 전기가 통한다.
산과 염기도 일종의 이온 결합 물질이다. 흔히 보는 산은 H3O+(또는 H+), 흔히 보는 염기는 OH-나 NH2-(혹은 NH2-, N3-) 이온을 공통적으로 갖고 있다.[5]
5. 여담
효소 등 기능이 있는 단백질에서도 이온이 쓰이는 경우가 있는데, 이를 보결족(補缺族; Prosthetic group)이라고 한다.건강보조용품 등에서 음이온을 많이 언급하는데 그다지 과학적인 것은 아니다.
6. 관련 문서
[1]
가령
염화 수소를 물에 넣으면 불균일 분해되며 염소가 공유전자쌍을 가지고 가며 염화 이온과 수소 이온이 생긴다.
[2]
절대로 "케이션"과 "아니언"이 아니다. "캐타이온"과 "애나이온"정도로 발음하면 된다. cat-ion과 an-ion 이라고 생각하면 편하다.
[3]
양이온은 (-)극으로, 음이온은 (+)극으로 이동하면서 전류가 통하개 된다.
[4]
녹지 않는 경우도 많다. 물론 용해도는 온도 등의 여러 변수에 영향을 받는다.
[5]
이로 인해 흔히 볼 수 있는 산-염기 중화 실험에서 물이 발생한다.
HCl +
NaOH →
H+ +
Cl-+
Na+ +
O
H- →
H2O +
NaCl 등.