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ióne

sm. [sec. XIX; dal greco ión, ppr. neutro di iénai, andare]. Atomo, o gruppo di atomi tra loro uniti da legami chimici, che presenta una carica elettrica positiva o negativa. Per coppia di ioni si intendono due ioni interagenti fra di loro per forza elettrostatica. Gli ioni con carica positiva si dicono cationi, quelli con carica negativa anioni: questi due nomi derivano dal fatto che, in un campo elettrico, i primi migrano verso il polo negativo o catodo, i secondi verso il polo positivo o anodo. La carica degli ioni è uguale in valore assoluto a quella dell'elettrone oppure a un suo multiplo molto piccolo, in pratica mai superiore a quattro. Ciò è dovuto al fatto che un atomo o un gruppo di atomi si trasforma nel corrispondente ione acquistando o cedendo uno o pochi elettroni. Per esempio l'atomo Cl del cloro si trasforma nell'anione Cl- acquistando un elettrone, l'atomo Na del sodio si trasforma nel catione Na+ perdendo uno dei suoi elettroni. Gli ioni che prendono origine dalla perdita o dall'acquisto di due o più elettroni si indicano con notazioni del tipo S--, Al+++, ecc. o, più modernamente, con notazioni del tipo S2-, Al3+, ecc. Per gli ioni costituiti da più di un atomo la carica si indica con un indice a destra della formula, per esempio NH4+, SO42-, ecc. I composti cosiddetti ionici, e cioè gli acidi, le basi e i sali che formano la maggior parte dei composti inorganici e una parte di quelli organici, sono costituiti da ione di segno opposto combinati tra loro in numero tale da compensare le loro cariche elettriche, come, per esempio, nel cloruro di sodio, NaCl, formato da ioni Na+ e Cl-, nel solfato di alluminio, Al₂(SO4)₃, formato da due ioni Al3+ e da tre ioni SO42-, ecc. Nei composti allo stato solido, gli ioni si dispongono nello spazio in modo da costituire un reticolo cristallino, nel quale ciascuno di essi occupa una determinata posizione. Quando invece il composto passa dallo stato solido a quello fuso, ovvero viene disciolto in acqua o in altri solventi, il reticolo cristallino si sfascia e gli ioni migrano liberamente in seno al liquido; questo risulta capace di condurre la corrente elettrica, per cui prende il nome di elettrolita. Nelle soluzioni, soprattutto in quelle acquose, la carica elettrica degli ioni dà luogo a delle forze attrattive con le molecole d'acqua: queste sono infatti molecole polari, ossia presentano al loro interno una distribuzione asimmetrica degli elettroni di legame che porta alla formazione nella molecola di una zona elettricamente positiva e di un'altra elettricamente negativa. Di conseguenza, gli ioni costituiscono intorno a sé un alone di molecole di acqua fissandole più o meno stabilmente attraverso le forze di natura elettrostatica originate da questi effetti di polarità. Il fenomeno prende il nome di solvatazione e gli ioni che lo presentano si dicono solvatati. Il fenomeno della solvatazione gioca un ruolo fondamentale nella soluzione degli elettroliti nei solventi: le forze attrattive tra gli ioni del reticolo cristallino e le molecole del solvente con il quale esso viene a contatto favoriscono infatti la soluzione del solido e la formazione della soluzione. Nei composti ionici e nelle loro soluzioni gli ioni di un segno sono accompagnati da un equivalente numero di ioni di segno opposto o contro-ioni; bombardando il gas o i vapori di un elemento o di un composto con fasci di elettroni liberi o con radiazioni corpuscolari o elettromagnetiche ad alta energia, dette appunto radiazioni ionizzanti, è invece possibile produrre degli ioni liberi allo stato gassoso. Tali agenti ionizzanti agiscono in genere provocando l'espulsione di uno o anche di più di un elettrone dagli atomi o dalle molecole; per questa via si possono produrre ioni diversi da quelli che si riscontrano nei composti ionici e nelle loro soluzioni: così, bombardando con fasci di elettroni le molecole Cl₂ del cloro, si provoca l'espulsione da alcune di esse di uno degli elettroni interni e la trasformazione in ioni Cl₂+. Le quantità di ioni liberi che possono così prodursi sono però molto limitate, e d'altra parte essi risultano instabili, per esempio perché tendono a catturare dall'ambiente gli elettroni che hanno perduto e a trasformarsi in atomi o molecole non ionizzati. La loro formazione è però di grande importanza: su di essa si basano tra l'altro le camere di Wilson e gli altri dispositivi per la rivelazione delle radiazioni ionizzanti, gli spettrometri di massa utilizzati per lo studio degli isotopi e per altri scopi, le misure dei potenziali di ionizzazione, ecc.