आयन
yes
एक आयन (IPA: /ˈaɪ.ɒn,_ən/)[1] एक शुद्ध विद्युत आवेश (electrical charge) वाला परमाणु (atom) या अणु (molecule) होता है। परंपरा के अनुसार, एक इलेक्ट्रॉन के आवेश को ऋणात्मक (negative) माना जाता है और यह आवेश एक प्रोटॉन के आवेश के बराबर और विपरीत होता है, जिसे परंपरा के अनुसार धनात्मक (positive) माना जाता है। किसी आयन का शुद्ध आवेश शून्य नहीं होता है क्योंकि उसके इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या उसके प्रोटॉनों की कुल संख्या के बराबर नहीं होती है।
एक धनावेशित आयन (cation) एक ऐसा धनावेशित आयन होता है जिसमें प्रोटॉनों की तुलना में कम इलेक्ट्रॉन होते हैं[2] (उदा. K+ (पोटैशियम आयन)) जबकि एक ऋणावेशित आयन (anion) एक ऐसा ऋणावेशित आयन होता है जिसमें प्रोटॉनों की तुलना में अधिक इलेक्ट्रॉन होते हैं[3] (उदा. Cl- (क्लोराइड आयन) और OH- (हाइड्रॉक्साइड आयन)). विपरीत विद्युत आवेश स्थिरवैद्युत बल (electrostatic force) द्वारा एक-दूसरे की ओर खिंचते हैं, इसलिए धनावेशित और ऋणावेशित आयन एक-दूसरे को आकर्षित करते हैं और आसानी से आयनिक यौगिक (ionic compound) बनाते हैं। केवल एक ही परमाणु से मिलकर बने आयनों को 'एकपरमाणुक आयन' (monatomic ions), 'परमाणुक आयन' या 'सरल आयन' कहा जाता है, जबकि दो या दो से अधिक परमाणुओं से मिलकर बने आयनों को बहुपरमाणुक आयन (polyatomic ion) या 'आणविक आयन' कहा जाता है।
आयन का शुद्ध आवेश दाईं ओर एक सुपरस्क्रिप्ट (ऊपर लिखी संख्या या चिह्न) के रूप में दर्शाया जाता है। +1 या −1 आवेश को दर्शाने के लिए, क्रमशः केवल एक + या − लिखा जाता है, जैसा कि Na+ (सोडियम आयन) और F− (फ्लोराइड आयन) में देखा जा सकता है। अधिक बड़े आवेश को दर्शाने के लिए, अतिरिक्त या अनुपस्थित इलेक्ट्रॉनों की संख्या दी जाती है, जैसा कि O_{2}(2-) (पेरोक्साइड, ऋणावेशित, बहुपरमाणुक) और He(2+) (अल्फा कण, धनावेशित, एकपरमाणुक) में देखा जा सकता है।[4]
किसी तरल (गैस या द्रव) में भौतिक आयनीकरण के मामले में, स्वतःस्फूर्त अणु टक्करों द्वारा "आयन युग्म" (ion pairs) बनते हैं, जहाँ उत्पन्न प्रत्येक युग्म में एक स्वतंत्र इलेक्ट्रॉन और एक धनात्मक आयन होता है।[5] आयन अन्य माध्यमों से भी बनते हैं, जैसे किसी चालक विलयन से दिष्ट धारा (direct current) प्रवाहित करना, या आयनीकरण के माध्यम से एनोड (anode) को घोलना। किसी ठोस आयनिक जालक (ionic lattice) में मौजूद आयनों को किसी उपयुक्त विलायक द्रव, अक्सर पानी में लवण के विलयन (dissolution) की प्रक्रिया द्वारा विलयन में मुक्त किया जा सकता है।
खोज का इतिहास
'आयन' शब्द ग्रीक शब्द ἰέναι (ienai) के नपुंसक लिंग वर्तमान कृदंत से गढ़ा गया था, जिसका अर्थ है "जाना"। एक धनावेशित आयन (cation) वह है जो नीचे की ओर चलता है (κάτω, kato, जिसका अर्थ है "नीचे") और एक ऋणावेशित आयन (anion) वह है जो ऊपर की ओर चलता है (ἄνω, ano, जिसका अर्थ है "ऊपर")। इन्हें ऐसा इसलिए कहा जाता है क्योंकि आयन विपरीत आवेश के इलेक्ट्रोड की ओर बढ़ते हैं। यह शब्द (अंग्रेजी बहुज्ञ विलियम ह्यूवेल के सुझाव के बाद)[6] अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ माيكل फैराडे (Michael Faraday) द्वारा 1834 में उस समय की अज्ञात प्रजाति के लिए पेश किया गया था जो एक जलीय माध्यम से एक इलेक्ट्रोड से दूसरे इलेक्ट्रोड तक जाती है।[7][8] फैराडे इन प्रजातियों की प्रकृति नहीं जानते थे, लेकिन वे जानते थे कि चूंकि धातुएं एक इलेक्ट्रोड पर घुलती हैं और विलयन में प्रवेश करती हैं तथा दूसरे इलेक्ट्रोड पर विलयन से नया धातु बाहर आता है; इसलिए किसी प्रकार का पदार्थ धारा में विलयन के माध्यम से चला गया है। यह पदार्थ को एक स्थान से दूसरे स्थान पर पहुँचाता है। फैराडे के साथ पत्राचार में, ह्यूवेल ने एनोड (anode) और कैथोड (cathode) शब्दों के साथ-साथ ऋणावेशित आयन (anion) और धनावेशित आयन (cation) को उन आयनों के रूप में गढ़ा जो संबंधित इलेक्ट्रोड की ओर आकर्षित होते हैं।[6]
स्वांते अर्हेनियस (Svante Arrhenius) ने अपने 1884 के शोध प्रबंध में इस तथ्य की व्याख्या प्रस्तुत की कि ठोस क्रिस्टलीय लवण घुलने पर युग्मित आवेशित कणों में वियोजित (dissociate) हो जाते हैं, जिसके लिए उन्हें 1903 का रसायन विज्ञान का नोबेल पुरस्कार मिला।[9] अर्हेनियस की व्याख्या यह थी कि विलयन बनाते समय, लवण फैराडे के आयनों में वियोजित हो जाता है, उन्होंने प्रस्ताव दिया कि विद्युत धारा की अनुपस्थिति में भी स्वतंत्र आयन बनते हैं।[10][11][12]
विशेषताएँ
गैस जैसी अवस्था में आयन अत्यधिक प्रतिक्रियाशील (reactive) होते हैं और तटस्थ अणुओं या आयनिक लवणों को देने के लिए विपरीत आवेश वाले आयनों के साथ तेज़ी से परस्पर क्रिया करेंगे। जब लवण विलायकों (उदाहरण के लिए, पानी) के साथ परस्पर क्रिया करते हैं और अपने चारों ओर एक विलायकी आवरण (solvation shell) प्राप्त करते हैं, तब द्रव या ठोस अवस्था से स्वतंत्र आयन भी मुक्त होते हैं। ये 'विलायकयोजित आयन' (solvated ions) अधिक स्थिर होते हैं, इसके कारणों में ऊर्जा और एन्ट्रापी परिवर्तनों का संयोजन शामिल है क्योंकि आयन तरल के साथ परस्पर क्रिया करने के लिए एक-दूसरे से दूर जाते हैं। ये स्थिर की गई प्रजातियाँ कम तापमान पर पर्यावरण में अधिक सामान्यतः पाई जाती हैं। एक आम उदाहरण समुद्र के पानी में मौजूद आयन हैं, जो घुले हुए लवणों से प्राप्त होते हैं।
आवेशित वस्तुओं के रूप में, आयन विपरीत विद्युत आवेशों (धनात्मक से ऋणात्मक, और इसके विपरीत) की ओर आकर्षित होते हैं और समान आवेशों द्वारा प्रतिकर्षित होते हैं। जब वे चलते हैं, तो उनके प्रक्षेपवक्र (trajectories) चुंबकीय क्षेत्र (magnetic fields) और विद्युत क्षेत्र (electric fields) द्वारा विक्षेपित हो सकते हैं।
इलेक्ट्रॉन, अपने छोटे द्रव्यमान और इस प्रकार पदार्थ तरंगों (matter waves) के रूप में बड़े स्थान-घेरने वाले गुणों के कारण, परमाणुओं और अणुओं के आकार को निर्धारित करते हैं। इस प्रकार, ऋणावेशित आयन (anions) मूल अणु या परमाणु से बड़े होते हैं, क्योंकि अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं और आयन के भौतिक आकार में वृद्धि करते हैं, आकार इलेक्ट्रॉन बादल (electron cloud) द्वारा निर्धारित होता है। इलेक्ट्रॉन बादल के छोटे आकार के कारण धनावेशित आयन (cations) संबंधित मूल परमाणु या अणु से छोटे होते हैं। एक विशेष धनावेशित आयन (हाइड्रोजन का) में कोई इलेक्ट्रॉन नहीं होता है, और इस प्रकार इसमें केवल एक एकल प्रोटॉन होता है - जो मूल हाइड्रोजन परमाणु की तुलना में बहुत छोटा होता है।
स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के “Ion” लेख का अनुवाद। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Ion यह अनुवाद स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।
- ↑ ion Collins English Dictionary | Always Free Online..
- ↑ cation Definition of CATION..
- ↑ anion Definition of ANION..
- ↑ What Is an Ion? Definition and Examples. ThoughtCo.
- ↑ Knoll, Glenn F.. (1999). "Radiation Detection and Measurement". Wiley. ISBN 978-0-471-07338-3.
- ↑ 6.0 6.1 (1991). The Correspondence of Michael Faraday, Vol. 2: 1832–1840. 183. ISBN 9780863412493.
- ↑ Michael Faraday (1791–1867). BBC.
- ↑ Online etymology dictionary.
- ↑ The Nobel Prize in Chemistry 1903. nobelprize.org.
- ↑ (1976). The New Columbia Encyclopedia. 155. Columbia University. ISBN 978-0-231-03572-9.
- ↑ Goetz, Philip W.. (1992). "The New Encyclopædia Britannica". 1 587. Encyclopædia Britannica, Inc.. ISBN 978-0-85229-553-3.
- ↑ (1970). "Dictionary of Scientific Biography". 296–302. Charles Scribner's Sons. ISBN 978-0-684-10112-5.
