Большая Советская Энциклопедия (ИО)

Большая Советская Энциклопедия

Н. Г. Кашников.

Ионные радиусы

Ио'нные ра'диусы, условные характеристики ионов, используемые для приблизительной оценки межъядерных расстояний в ионных кристаллах. Значения И. р. закономерно связаны с положением элементов в периодической системе Менделеева. И. р. широко используются в кристаллохимии, позволяя выявить закономерности строения кристаллов разных соединений, в геохимии при изучении явления замещения ионов в геохимических процессах и др.

Предложено несколько систем значений И. р. В основе этих систем обычно лежит следующее наблюдение: разность

межъядерных расстояний А — Х и В — Х в ионных кристаллах состава АХ и ВХ, где А и В — металл, Х — неметалл, практически не меняется при замене Х на аналогичный ему другой неметалл (например, при замене хлора на бром), если координационные числа аналогичных ионов в сравниваемых солях одинаковы. Отсюда вытекает, что И. р. обладают свойством аддитивности, т. е. что экспериментально определяемые межъядерные расстояния можно рассматривать как сумму соответствующих «радиусов» ионов. Разделение этой суммы на слагаемые всегда базируется на более или менее произвольных допущениях. Системы И. р., предложенные разными авторами, отличаются главным образом использованием различных исходных допущений.

В таблицах приводят И. р., отвечающие разным значениям окислительного числа (см. Валентность). При значениях его, отличных от +1, окислительное число не соответствует реальной степени ионизации атомов, и И. р. приобретают ещё более условный смысл, так как связь может иметь в значительной мере ковалентный характер. Значения И. р. (в

) для некоторых элементов (по Н. В. Белову и Г. Б. Бокию): F^— 1,33, Cl^— 1,81, Br^— 1,96, I^— 2,20, O^2— 1,36, Li⁺ 0,68, Na^— 0,98, К⁺ 1,33, Rb⁺ 1,49, Cs⁺ 1,65, Be²⁺ 0,34, Mg²⁺ 0,74, Ca²⁺ 1,04, Sr²⁺ 1,20, Ba²⁺ 1,38, Sc³⁺ 0,83, Y³⁺ 0,97, La³⁺ 1,04.

В. Л. Киреев.

Ионный источник

Ио'нный исто'чник, устройство для получения направленных потоков (пучков) ионов. И. и. является важной частью ускорителей заряженных частиц, масс-спектрометров, ионных микроскопов, электромагнитных разделителей изотопов (см. Изотопов разделение) и многих др. устройств.

Ионный лазер

Ио'нный ла'зер, один из видов газового лазера.

Ионный микроскоп

Ио'нный микроско'п, прибор, в котором для получения изображений применяется пучок ионов, создаваемый термоионным или газоразрядным ионным источником. По принципу действия И. м. аналогичен электронному микроскопу. Проходя через объект и испытывая в различных его участках рассеяние и поглощение, ионный пучок фокусируется системой электростатических или магнитных линз и даёт на экране или фотослое увеличенное изображение объекта (см. Электронная и ионная оптика).

Создано лишь несколько опытных образцов И. м. Работы по его усовершенствованию стимулируются тем, что он должен обладать более высокой разрешающей способностью по сравнению с электронным микроскопом. Длина волны де Бройля для ионов значительно меньше, чем для электронов (при одинаковом ускоряющем напряжении), вследствие чего в И. м. очень малы

эффекты дифракции, которые в электронном микроскопе ограничивают его разрешающую способность. Другие преимущества И. м. — меньшее влияние изменения массы ионов при больших ускоряющих напряжениях и лучшая контрастность изображения. Расчёты показывают, что, например, контрастность изображения органических плёнок толщиной в 50

, вызванная рассеянием протонов, в несколько раз должна превышать контрастность, вызванную рассеянием электронов.

К недостаткам И. м. относятся заметная потеря энергии ионов даже при прохождении через очень тонкие объекты, что вызывает разрушение объектов, большая хроматическая аберрация (см. Электронные линзы), разрушение люминофора экрана ионами и слабое фотографическое действие. Эти недостатки привели к тому, что, несмотря на перечисленные выше преимущества И. м. по сравнению с электронным, он не нашёл пока практического применения. Значительно более эффективным оказался И. м. без линз — ионный проектор.

Лит.: The proceedings of the 3d International conference on electron microscopy, L., 1956, p. 220—99.

Ю. М. Кушнир.

Ионный насос

Ио'нный насо'с,вакуумный насос, в котором откачиваемый газ подвергается интенсивной ионизации, а образующиеся положительно заряженные ионы удаляются под действием электрического поля. С помощью И. н. создают разрежение 10^{– 4}н/м² (10^{– 6}мм рт. ст.).

Ионный обмен

Ио'нныйобме'н, обмен ионов в растворах электролитов (гомогенный И. о.). При смешении разбавленных растворов электролитов, например NaCl и KNO₃ в смеси присутствуют ионы Na⁺, К⁺, NO₃^— и Cl^—. Равновесное состояние выразится в этом случае уравнением:

 (реакция двойного обмена). Если одно из веществ, могущих получиться при взаимодействии, диссоциировано меньше других, равновесие сдвигается в сторону образования малодиссоциированного вещества. Равновесие сдвигается также в сторону образования летучего или малорастворимого продукта (если он выделяется из данной фазы) по реакциям:

При выпаривании равновесного раствора прежде всего начинается кристаллизация соли (комбинации ионов), обладающей меньшей растворимостью. Избирательность кристаллизации может быть вызвана также добавлением органических растворителей (спирт, ацетон, диоксан и т. п.).

При гетерогенном И. о. (ионообменная сорбция) обмен происходит между ионами, находящимися в растворе, и ионами, присутствующими на поверхности твёрдой фазы — ионита. При соприкосновении ионита, насыщенного одним ионом, например Н⁺, с раствором, содержащим другие ионы, например Na⁺ и Ca²⁺, происходит обмен ионов между раствором и ионитом: в растворе уменьшаются концентрации Na⁺ и Ca²⁺ и появляется эквивалентное количество ионов Н⁺.