Usina Nuclear Isar, Alemanha

Piscina de combustível nuclear usado

Turbina de uma usina nuclear

Íon

Íon

Em física e química, um íon é um átomo ou molécula que não possui carga elétrica neutra. Um íon com carga elétrica positiva é chamado cátion, e um íon com carga elétrica negativa é ânion.

O processo de ganhar ou perder elétrons (em relação ao átomo ou molécula neutra) é chamado ionização. Catiões e ânions são geralmente representados com o símbolo do átomo correspondente e o símbolo "+" ou "-", respectivamente. Se o número de elétrons ganhos ou perdidos for maior que um, isso também será indicado.

Os cátions e ânions são atraídos para o cátodo e o ânodo, respectivamente.

Michael Faraday foi o primeiro a propor a existência de íons, em 1830, mas foi Arrhenius quem desenvolveu a teoria correspondente em 1884. Isso lhe rendeu o Prêmio Nobel de Química em 1903.

Terminologia

O fenômeno que segue um átomo perde ou ganha um ou mais elétrons é chamado ionização. Na física, átomos totalmente ionizados, como os das partículas alfa, são comumente chamados de partículas carregadas. A ionização é geralmente realizada aplicando alta energia aos átomos, na forma de potencial elétrico ou radiação. Um gás ionizado é chamado plasma.

Os íons com carga negativa são conhecidos como ânions (que são atraídos pelos ânodos) e os íons com carga positiva são chamados cátions (e são atraídos pelos cátodos). Os íons são divididos em monoatômica e poliatômica.

Energia de ionização

Para átomos individuais no vácuo, há uma constante física associada ao processo de ionização. A energia necessária para remover elétrons de um átomo é chamada energia de ionização ou potencial de ionização. Esses termos também são usados ​​para descrever a ionização de moléculas e sólidos, mas os valores não são constantes, pois a ionização é influenciada por ligações químicas locais, geometria e temperatura.

A energia de ionização diminui ao longo de um grupo de tabelas periódicas e aumenta da esquerda para a direita ao longo do período. Essas tendências são exatamente opostas às do raio atômico, porque, uma vez que o objetivo de um átomo é formar um octeto (graças aos elétrons de valência), ele se move mais em direção aos grupos à direita da tabela periódica (em direção a os "gases nobres" ") encontramos átomos com alto valor de energia de ionização.

É chamada de primeira energia de ionização, a energia necessária para remover um elétron, a segunda energia de ionização necessária para remover dois elétrons, e assim por diante. As energias de ionização subsequentes são sempre significativamente maiores que as anteriores. É por isso que os íons tendem a se formar de certas maneiras. Por exemplo, o sódio é encontrado como Na +, mas geralmente não como Na 2+, devido à alta energia de ionização necessária, que é muito maior que a primeira energia de ionização. Da mesma forma, o magnésio é encontrado como Mg 2+ e não Mg 3+, e o alumínio existe como um cátion 3+

Geralmente, os potenciais de ionização diminuem de cima para baixo e crescem da esquerda para a direita na tabela periódica. Essa tendência é o oposto da encontrada para o raio atômico. Isso ocorre porque, em átomos pequenos, os elétrons são mais fortemente atraídos para o núcleo e há mais energia para iniciá-los.

O primeiro potencial de ionização é o necessário para iniciar o primeiro elétron de um átomo neutro; o segundo potencial é o necessário para iniciar dois elétrons, e assim por diante. Os potenciais de ionização aumentam gradualmente. Geralmente, há um considerável salto de energia em algum momento da série. Isso faz com que cada átomo tenda a formar um certo tipo de cátion.

Radiação ionizante

As radiações ionizantes são aquelas que possuem uma frequência grande o suficiente para ionizar os átomos ou moléculas das substâncias expostas. Esse tipo de radiação é capaz de modificar a estrutura química das substâncias sobre as quais elas afetam e pode produzir efeitos biológicos a longo prazo nos seres vivos.

Um exemplo de radiação ionizante seria a modificação do DNA das células, essas mutações no DNA podem levar ao câncer. Raios-X e radiação gama seriam dois exemplos de radiação eletromagnética altamente ionizante.

Radiação não ionizante

Radiações não ionizantes são aquelas que não têm frequência suficiente para causar ionização dos materiais expostos. Como exemplo de radiação não ionizante, ondas de microondas ou rádio podem ser mencionadas.

Esse tipo de radiação não possui energia suficiente para causar diretamente mutações no DNA e, portanto, provavelmente não pode iniciar a carcinogênese, mas pode ser um promotor. Hoje falamos sobre poluição eletromagnética para nos referir à exposição de seres ou dispositivos vivos a um campo eletromagnético e os efeitos dessa exposição na saúde ou fertilidade são discutidos.

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Última revisão: 29 de agosto de 2019