İonlaşdırma, kimya və fizikada elektrik nötral olan atomların və ya moleküllərin elektrik yüklü olanlara çevrilməsini təsvir edən əsas kavramdır. İonlaşdırma, bir atom və ya molekulun bir və ya daha çox elektron alması və ya itirməsi nəticəsində olur və bu da müsbət və ya mənfi yüke gətirir. Yüklü atom və ya molekul ion adlanır.

İonlaşdırma, toplu məhdudlar, kimyəvi reaksiyalar və ya elektromaqnit radiasiyaya maruz qalma kimi müxtəlif yollarla baş verə bilər. İonlaşdırma, auroralar, iyonosferik kommunikasiya, kütlə spektroskopiyası, radiasiya terapiyası və nüvəli sintez kimi bir çox tabii və texnoloji hadisələrdə vacib rol oynayır.

Bu məqalədə, sodiyyum xlorid (NaCl) misalını istifadə edərək ionlaşdırma prosesini ətraflı şəkildə izah edəcəyik. Həmçinin, iyonlaşdırma enerjisi və ortamın nəsri dairəsi kimi iyonlaşdırma prosesinə təsir edən amillərə də toxunacağımız. Nihayət, fərqli kontekstlərdəki iyonlaşdırmanın bəzi misallarını təqdim edəcəyik.

İonlaşdırma Prosesi Nədir?

İonlaşdırma prosesi, atomlar və ya moleküller arasında elektronların köçüşünü əhatə edir. Bu prosesi təsvir etmək üçün günlük həyatımızda istifadə etdiyimiz ümumi tuz olan sodiyyum xlorid (NaCl) misalını nəzərə alaq.

Sodiyyum xlorid, sıxışdırıcı qüvvə ilə birlikdə tutulan sodiyyum (Na) və xlor (Cl) atomlarından ibarətdir. Na və Cl atomlarının atom nömrələri münasibətən 11 və 17-dir, bu da onların nüvələrinin ətrafında 11 və 17 elektronun dönüdüyü anlamına gəlir.

Bu elektronların yerləşməsi aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir. Elektronlar, enerji səviyyələrinə görə fərqli qabalar və ya orbitlərə bölünmüşdür. Dışarıdan qaba valent qaba adlanır və atomun kimyəvi xüsusiyyətlərini müəyyən edir.

Şəkildən görün ki, Na atomunun valent qabasında yalnız bir elektron var, lakin Cl atomunun valent qabasında yeddi elektron var. Stabil konfiqurasiya əldə etmək üçün atomlar, oktet qaydasına uyğun olaraq, valent qabasında səkkiz elektron ola bilməlidirlər.

Bundan dolayı, Na və Cl atomları istikrarlı deyil və ya kimyəvi aktivlər. Onlar bir-birinə yaxınlaşdıqda, elektronların mübadiləsinə malik kimyəvi reaksiya keçirirlər.

Na atomu valent elektronunu itirir və müsbət yüklü ion (Na+) olur, lakin Cl atomu bir elektron alır və mənfi yüklü ion (Cl-) olur. Bu proses ionlaşdırma adlanır.

Na+ və Cl- ionları, Koulombun qanunu əsasında, yüklerinin hasilinə və onların məsafəsinin kvadratının tərsinə mütənasib olan siqnaləşmə qüvvəsi ilə bir-biri ilə cəlb olunurlar, NaCl molekulusu forması verirlər.

Koulombun qanunu tənliyi:

Burada F qüvvəni, Q1 və Q2 yükü, r məsafəni, εr isə ortamın nəsri dairəsidir.

Nəsri dairəsi (dielektrik sabit də adlanır), materialın içindəki elektrik saha nisbətən boşluğa nə qədər azaldığını ölçür. Boşluğun nəsri dairəsi tərifə görə 1-dir.