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Was ist Ionisation?
Ionisation (oder Ionisation) ist definiert als der Prozess, durch den ein Atom oder Molekül eine positive oder negative Ladung erhält, indem es Elektronen gewinnt oder verliert, oft in Verbindung mit anderen chemischen Veränderungen. Nach der Ionisation wird das resultierende elektrisch geladene Atom oder Molekül als Ion bezeichnet.
Wenn bestimmte chemische Substanzen zu Wasser gegeben werden – zum Beispiel Natriumchlorid (NaCl) – werden sie gelöst und ihre Moleküle werden in negative und positive Ionen gespalten.
Dieser Prozess der Aufspaltung von Molekülen in positive und negative Ionen in Lösung wird als Ionisationsprozess bezeichnet.
Der Prozess der Ionisation wird im Folgenden Schritt für Schritt aufgeschlüsselt.
Was ist der Ionisationsprozess?
Um den Ionisationsprozess zu verstehen, betrachten wir die Struktur von Natriumchlorid (NaCl). Natriumchlorid ist das Kochsalz, das wir in unserem täglichen Leben verwenden.
Die Ordnungszahl von Na und Cl beträgt 11 bzw. 17.
Das bedeutet, das Natriumatom hat 11 Elektronen und das Chloratom hat 17 Elektronen, die sie umkreisen.
Die atomare Struktur oder Anordnung dieser Elektronen ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Wie Sie oben sehen können, hat das Na-Atom (linke Seite der Abbildung) nur ein einziges Elektron in seiner äußersten Umlaufbahn.
Während das Chlor (rechte Seite der Figur) sieben Elektronen in seiner äußersten Umlaufbahn enthält.
Um stabil zu bleiben, benötigen Atome im Allgemeinen acht Elektronen in ihrer äußersten Umlaufbahn.
So sind beide der gezeigten Atome „instabil“ (auch bekannt als „chemisch aktiv“).
Wenn diese beiden Atome zusammengebracht werden, verliert das Na-Atom seine äußersten Elektronen und wird positiv geladen (weil es jetzt mehr Protonen als Elektronen hat).
Umgekehrt gewinnt das Cl-Atom ein Elektron und wird negativ geladen (weil es jetzt mehr Elektronen als Protonen hat).
Beide Atome erhalten also acht Elektronen in ihrer äußersten Umlaufbahn, indem sie diese Elektronen austauschen.
Da das Na-Atom positiv und das Cl-Atom negativ geladen ist, wirkt eine elektrostatische Kraft zwischen ihnen, aufgrund derer sie zusammen ein NaCl-Molekül bilden.
Nach dem Coulombschen Gesetz wird die elektrostatische Kraft, die zwischen zwei entgegengesetzten Ladungen wirkt, ausgedrückt als:
Wobei er die relative Permittivität des Mediums ist.
Daher ist die elektrostatische Kraft zwischen den beiden Ladungen umgekehrt proportional zur relativen Permittivität des Mediums, in dem sich die Ladungen befinden.
Der Ionisationsprozess kann leicht durch die relative Permittivität des Mediums erklärt werden. Die relative Permittivität von Luft beträgt 1,00058986 ± 0,00000050 oder 1 und die relative Permittivität von Wasser bei 20oC beträgt 80.
In Wasser ist die zwischen Na und Cl wirkende elektrostatische Kraft also 80-mal kleiner als in der Luft.
Die elektrostatische Kraft zwischen Na und Cl wird so klein, dass es schwierig wird, Na und Cl im Wasser zusammenzuhalten.
Wenn NaCl (Natriumchlorid) in Wasser gelöst wird, spalten sich seine Moleküle daher in das positive Na—Ion und das negative Cl-Ion auf – auch bei oder unter Raumtemperatur.
Dies ist der Ionisationsprozess von NaCl.
Ionisationsprozess – Erklärt auf Video
Für diejenigen, die eine Videoerklärung bevorzugen, erklärt das folgende Video, was Ionisation ist, und der Ionisationsprozess von Natriumchlorid.