Ионы (от греч. ión — идущий), электрически заряженные частицы, образующиеся при потере или присоединении электронов (или других заряженных частиц) атомами или группами атомов. Такими группами атомов могут быть молекулы, радикалы или другие Ионы Понятие и термин «Ионы» ввёл в 1834 М. Фарадей , который, изучая действие электрического тока на водные растворы кислот, щелочей и солей, предположил, что электропроводность таких растворов обусловлена движением Ионы Положительно заряженные Ионы, движущиеся в растворе к отрицательному полюсу (катоду), Фарадей назвал катионами, а отрицательно заряженные, движущиеся к положительному полюсу (аноду), — анионами.
Знак заряда Ионы обозначают соответственно знаками плюс или минус. Величина заряда Ионы кратна заряду электрона: при потере или приобретении атомом 1, 2, 3... электронов образуются, соответственно, одно-, двух- и трёхзарядные Ионы (см. Ионизация ), например Na +, Ca 2+, Al 3+, Cl —, S O 42—. Ионы могут входить в состав молекул веществ (см. Ионная связь ). В виде самостоятельных частиц они встречаются во всех агрегатных состояниях вещества — в газах (в частности, в атмосфере), в жидкостях (в расплавах и в растворах), в кристаллах (см. Ионные кристаллы ).
В газах Ионы образуются большей частью под действием ударов частиц большой энергии или при фотоионизации под действием ультрафиолетовых, рентгеновских и гамма-лучей (см. Ионизирующие излучения ). Образовавшиеся таким путём Ионы в обычных условиях недолговечны вследствие способности соединяться, взаимно нейтрализуясь. При высокой температуре ионизация атомов и ионов (термическая ионизация, т. е. термическая диссоциация с отделением электрона) может происходить также как равновесный процесс, в котором степень ионизации возрастает с повышением температуры и с понижением давления. Газ переходит при этом в состояние плазмы .
Ионы в газах играют большую роль во многих явлениях. В природных условиях Ионы образуются в воздухе под действием космических лучей, солнечного излучения или электрического разряда (молнии). Присутствие Ионы, их вид и концентрация влияют на многие физические свойства воздуха , на его физиологическую активность (см. Ионы в атмосфере ). На использовании Ионы основаны многие методы экспериментального исследования (масс-спектроскопия , применение Вильсона камеры и др.). Ионы в газах обладают высокой химической активностью, легко вступая во взаимодействие с другими частицами и вызывая те или иные химические реакции. Низкотемпературная плазма, состоящая из ионизированных частиц, используется в работе магнитогидродинамических генераторов. Высокотемпературная плазма — при разработке методов осуществления управляемой термоядерной реакции.
Ионы в растворах см. Электролит , Электролитическая диссоциация , Ионы в кристаллах см. Кристаллохимия .
В. А. Киреев.
Ионы в организме — непременные участники обмена веществ. Они, в частности, участвуют в механизмах, обусловливающих проницаемость биологических мембран , в регуляции мышечного сокращения, в проведении импульса возбуждения по нервному волокну и т. д. Постоянно протекающая диссоциация молекул на Ионы и противоположный процесс — ассоциация Ионы в молекулы — так сбалансированы в организме, что содержание Ионы в клетках и тканевых жидкостях в норме поддерживается на определённом уровне (см. Гомеостаз ). Однако при некоторых воздействиях этот уровень может сдвигаться.