Joničenje je osnovni koncept u hemiji i fizici koji opisuje transformaciju električno neutralnih atoma ili molekula u električno naelektrisanje. Joničenje se dešava kada atom ili molekula dobije ili izgubi jedan ili više elektrona, što rezultira pozitivnim ili negativnim nabojem. Naelektrisani atom ili molekula se zove jon.

Joničenje može da se desi na razne načine, kao što su sudari, hemijske reakcije ili izlaganje elektromagnetnom zračenju. Joničenje igra važnu ulogu u mnogim prirodnim i tehnološkim fenomenima, poput aurora, komunikacija putem jonosfere, masenska spektrometrija, radioterapija i nuklearna fuzija.

U ovom članku objasniti ćemo proces joničenja detaljno, koristeći natrijum hlorid (NaCl) kao primer. Takođe ćemo diskutovati o faktorima koji utiču na proces joničenja, kao što su energija joničenja i relativna permitivnost sredstva. Konačno, dati ćemo nekoliko primera joničenja u različitim kontekstima.

Šta je proces joničenja?

Proces joničenja uključuje prenos elektrona između atoma ili molekula. Da bismo ilustrovali ovaj proces, posmatrajmo slučaj natrijum hlorida (NaCl), koji je obična so koju koristimo u svakodnevnom životu.

Natrijum hlorid se sastoji od natrijum (Na) atoma i hlor (Cl) atoma koji su vezani elektrostatičkom silom. Atomski broj Na i Cl su 11 i 17, redom, što znači da imaju 11 i 17 elektrona koje kruže oko njihovih nukleusa.

Raspored ovih elektrona prikazan je na slici ispod. Elektroni su raspoređeni u različitim ljuskama ili orbitama oko nukleusa, prema svojim energetskim nivoima. Najspoljnja ljuska se zove valentna ljuska, i ona određuje hemijska svojstva atoma.

Kao što vidite na slici, Na atom ima samo jedan elektron u svojoj valentnoj ljusci, dok Cl atom ima sedam elektrona u svojoj valentnoj ljusci. Da bi dostigli stabilnu konfiguraciju, atomi teže da imaju osam elektrona u svojoj valentnoj ljusci, po pravilu oktetnog pravila.

Stoga su oba Na i Cl atoma nestabilna ili hemijski aktivna. Kada se približe jedno drugome, podliježu hemijskoj reakciji koja uključuje razmenu elektrona.

Na atom gubi svoj valentni elektron i postaje pozitivno naelektrisani jon (Na+), dok Cl atom dobija elektron i postaje negativno naelektrisani jon (Cl-). Ovaj proces se zove joničenje.

Na+ i Cl- joni privlače se elektrostatičkom silom, formirajući NaCl molekul. Ova sila je proporcionalna proizvodu njihovih naboja i obrnuto proporcionalna kvadratu njihove udaljenosti, prema zakonu Coulomba.

Jednačina za zakon Coulomba je:

Gde je F sila, Q1 i Q2 su naboji, r je udaljenost, a εr je relativna permitivnost sredstva.

Relativna permitivnost (takođe poznata kao dielektrična konstanta) je mera toga koliko materijal smanjuje električno polje unutar sebe u odnosu na vakuum. Relativna permitivnost vakuma je 1 po definiciji.

Relativna permitivnost utiče na jačinu elektrostatičke sile između jona. Na primjer, relativna permitivnost vazduha je oko 1.0006, dok je relativna permitivnost vode na 20°C oko 80.

To znači da kada se NaCl razotopa u vodi, elektrostatička sila između Na+ i Cl- jona postaje 80 puta slabija nego u vazduhu. Kao rezultat, Na+ i Cl- joni se odvoje jedni od drugih i postaju slobodni da se kreću u rastvoru.

Energija joničenja i njeni faktori

Jedan od faktora koji utiče na proces joničenja je energija joničenja. Energija joničenja je količina energije potrebna za uklanjanje elektrona iz izolovanog, plinovitog atoma ili molekule u njegovom baznom stanju. Energi