Ion

Ion: elektrisch geladenes Atom (Atomion) oder Molekül. Je nach Ladungsvorzeichen unterscheidet man zwischen positiv geladenen, zur Kathode wandernden Kationen (zum Beispiel das wasserstoffIiche H+, oder das Magnesium-Ion Mg2+ beziehungsweise Mg++) und negativen, zur Anode wandernden Anionen (zum Beispiel das Chlorid-L, CI“). Die Zahl der Elementarladungen je Ion heißt Ionenwertigkeit, zum Beispiel ist das Magnesium-Ion positiv zweiwertig, das Chlorid-Ion negativ einwertig.

Ionenaustauscher: Stoffe, die aus einer Lösung Ionen aufnehmen und dafür andere Ionen in die Lösung abgeben können. Natürlicher Ionenaustauscher sind zum Beispiel die aus Alumosilikaten bestehenden Zeolithe; synthetische Ionenaustauscher auf Kunstharzbasis sind die Wofatite, auf Silikatbasis Permutite. im Allgemeinen bestehen Ionenaustauscher aus einem dreidimensionalen polymeren Gerüst, an dem polare austauschaktive Atome oder Atomgruppen (Festionen) verankert sind, die ihrerseits entsprechend der elektrischen Ladung Gegenionen binden und zwar in Kationenaustauschern Kationen, in Anionenaustauschern Anionen. Durch Behandlung mit Elektrolytlösungen (meist Säuren oder Laugen) werden die Ionenaustauscher regeneriert Sie dienen zum Beispiel zur Wasserenthärtung oder -vollentsalzung (Austausch von Ca2+ und Mg2+ gegen Na+ beziehungsweise H+ sowie von CI", S042- unter anderem gegen OH), als Katalysatoren sowie für komplizierte chemische Trennungen.

Ionenimplantation: Verfahren zur Dotierung von Halbleitern, bei dem die Störstellenatome in Form eines Ionenstrahls mit Energien zwischen keV bis MeV in den Halbleiter, unter Umständen durch Deckschichten hindurch, eingeschossen werden.

Ionenkristalle: aus regelmäßig angeordneten positiven und negativen Ionen bestehende Festkörper. Jedes Ion ist dabei von einer meist möglichst großen, konstanten Anzahl (Koordinationszahl) entgegengesetzt geladener Partner umgeben (Ionengitter). Da Ionenkristalle keine Moleküle enthalten (nur zum Beispiel Molekülionen), bedeutet die chemische Formel einer Verbindung das Verhältnis, in dem die Ionen vorhanden sind (Verhältnisformel). Ionenkristalle sind nur mäßig hart; ihre Schmelzpunkte betragen in der Regel mehrere hundert °C. Beim Lösen und Schmelzen werden die Ionen frei beweglich und leiten dann den elektrischen Strom. Substanzen, die aus Ionenkristalle bestehen, heißen salzartige Stoffe-, zu ihnen gehören neben Salzen zum Beispiel auch manche Metalloxide und -hydroxide.

Ionenleitung: elektrische Leitung in Elektrolyten, manchen Festkörpern (Ionenkristalle, zum Beispiel Alkalihalogenide) und im Plasma, die auf der Wanderung von Ionen beruht. Im Gegensatz zur Elektronenleitung ist die Ionenleitung mit einem merklichen Stofftransport verbunden und daher Träger.

Ionenpotential: ein von dem US-amerikanischen Chemiker Groves Howard Cartledge (geboren 1891) in die Geochemie eingeführtes Maß S = Wertigkeit eines Ions geteilt durch einen Ionenradius. Das Ionenpotential gestattet Aussagen über das geochemische Verhalten der Ionen.

Ionenpumpe: 1. Physiologie: Ionentheorie der Erregung.

2. Technik: Vakuumpumpe.

Ionenquelle: Einrichtung zur Erzeugung gerichteter Ionenstrahlen, meist mittels einer Gasentladung, in der Atome oder Moleküle ionisiert und aus dem Plasma durch eine zusätzliche Elektrode abgesaugt werden. Eine thermische Ionenquelle ist die Kunsman-Ionenquelle (Anodenstrahlen). Spezielle Ionenquelle sind die radioaktiven Alphastrahler.

Ionenstrahlen: Ströme schneller positiver oder negativer Ionen, die in Ionenquellen gebildet und durch elektrische Felder beschleunigt werden. Sie ionisieren die Materie, die sie durchdringen. Ionenstrahlen sind zum Beispiel die Kanalstrahlen (die aus einem Kanal in der Glimmkathode austreten) und die Anodenstrahlen. Sehr hohe Energien erreichen Ionenstrahlen in Beschleunigern.

Ionentheorie der Erregung: Physiologie - allgemein anerkannte Erklärung für das Zustandekommen der Schwankungen des elektrischen Potentials über die Außenmembran von lebenden Zellen, zum Beispiel Nervenzellen, Muskelzellen, bei deren Erregung (Aktionspotential). Verschiedene kleine, besonders einwertige Ionen sind zu beiden Seiten der Membran ungleich verteilt konzentriert; Kaliumionen mehr im Innern, Natriumionen mehr außerhalb der Zelle. Der Erregungsvorgang wird durch die Öffnung sogenannt Natriumkanäle eingeleitet, so dass Natriumionen, einem Konzentrationsgefälle folgend, nach der Innenseite der Membran strömen. Auf Grund der Ladungsverschiebung kehrt sich die elektrische Polarisation der Membran um. Später erfolgt eine Zunahme der Membranpermeabilität für Kaliumionen, und es kommt zu einer Repolarisation (Rückkehr auf den Ausgangszustand der Membranladung). Dabei werden sogenannt Ionenpumpen (Stoffwechselprozesse, bei denen unter Energieverbrauch Ionen gegen einen bestehenden Konzentrationsgradienten transportiert werden) wirksam. Im Ruhezustand sind die Natriumkanäle geschlossen. Das dabei vorhandene unveränderte Ruhepotential ist hauptsächlich auf eine im Gleichgewicht zwischen innen und außen stehende Verteilung der Kaliumionen und die Existenz von negativ geladenen Eiweiß Ionen im Zellinneren zurückzuführen (Kaliumgleichgewichtspotential).

Ionentriebwerk: zum Antrieb von Raketen angewendetes elektrostatisches Triebwerk (kein Raketentriebwerk im engeren Sinne); der Antriebsstrahl wird dadurch erzeugt, dass die Moleküle oder Atome des Arbeitsgases ionisiert und anschließend in einem elektrostatisches oder magnetisches Feld beschleunigt werden.

lonenwolke: Schwarm entgegengesetzt geladener Ionen, von dem jedes Ion in einer Elektrolytlösung umgeben ist. Die Existenz einer lonenwolke verringert die Beweglichkeit der Ionen und führt zu kleineren Werten des osmotischen Drucks und der elektrischen Leitfähigkeit

Ionisation, Ionisierung (beide lateinisch - griechisch): Abtrennung eines oder mehrerer Elektronen von einem Atom oder Molekül, aus dem dadurch ein positives Ion wird; kann unter anderem durch Stoß eines schnellen Teilchens (Stoßionisation), Absorption eines Photons (Fotoionisation) oder durch ein starkes elektrisches Feld bewirkt werden. Die Ionisation erfordert die Zuführung einer Mindestenergie, der Ionisationsenergie (entsprechend der Ionisationsspannung), die für das erste Elektron zwischen 3,9 eV (bei Zäsium) und 24,6 eV (bei Helium) liegt Durch Ionisation entsteht aus einem Gas ein Plasma, dessen Ionisationsgrad durch den Prozentsatz ionisierter Atome bestimmt ist.

Ionisationskammer: in der Kernphysik und Dosimetrie benutztes Messgerät für ionisierende Strahlung; im Prinzip ein Kondensator mit Gasfüllung zwischen den beiden Elektroden, an denen bei genügend hoher Spannung alle durch die Strahlung erzeugten Ionen und Elektronen gesammelt werden. Der dabei fließende Strom ist ein Maß für die Intensität der einfallenden Strahlung.

Ionisationspotential: Energieaufwand, der zur Überführung eines Atoms aus dem neutralen Zustand in den elektrisch geladenen notwendig ist.