Ion (qadimgi yunoncha ion — «harakatlanuvchi») — bir yoki bir nechta elektron yoki boshqa zaryadlangan zarrachaning atom, molekula, radikal yoki boshqa ionga birikishi yoxud ulardan ajralishi natijasida hosil bo‘ladigan elektr zaryadli zarrachadir.

Tarkibidagi protonlar soni elektronlar sonidan ko‘p bo‘lgan musbat zaryadli ionlar kationlar deb ataladi, elektronlar soni protonlar sonidan ko‘p bo‘lgan manfiy zaryadli ionlar esa anionlar deb ataladi.

Alohida zarrachalar sifatida ionlar moddaning barcha agregat holatlarida: gazlarda (jumladan, atmosferada), suyuqliklarda (suyuqlanmalarda va eritmalarda), kristallarda hamda plazmada (xususan, yulduzlararo fazoda).

Murakkab molekulalarda, masalan, aminokislotalar yoki oqsillar tarkibida ko‘p sonli, ko‘pincha fazoviy jihatdan bir-biridan ajralgan ion guruhlari bo‘lishi mumkin. Protonlar va elektronlar soni teng bo‘lganda, zarracha neytral hisoblanadi. Qarama-qarshi elektr zaryadlar bir-birini elektrostatik kuch ta’sirida tortadi. Shu sababli kationlar va anionlar o‘zaro tortilib, osongina kimyoviy birikmalar hosil qiladi. Bunday birikmalarga xos bog‘lanish — ion bog‘lanish.

«Ion» tushunchasi va atamasi (uni taklif qilgan ingliz fan tarixchisi Uilyam Uevell) taklifidan so‘ng aynan 1834-yilda Maykl Faradey tomonidan ilmiy muomalaga kiritilgan. U elektr tokining suvli eritmalarga ta’sirini kislotalar, ishqorlar va tuzlar misolida o‘rganib, bunday eritmalarning elektr o‘tkazuvchanligi ionlar harakati bilan bog‘liq deb taxmin qilgan.

Eritmada manfiy elektrod (katod) tomon harakatlanadigan musbat zaryadli ionlarni Faradey kationlar deb atagan. Musbat elektrod (anod) — manfiy zaryadli ionlar harakatlanadigan elektrod bo‘lib, Faradey ularni anionlar deb atagan.

Svante Arrenius 1884-yildagi dissertatsiyasida qattiq kristall tuzilishli tuzlar eriganda qarama-qarshi zaryadli zarrachalarga dissotsiatsiyalanishini tushuntirib bergan. Shu ishlari uchun u 1903-yilda kimyo bo‘yicha Nobel mukofotini olgan. Arreniusning tushuntirishiga ko‘ra, tuz eriganda Faradey ta’riflagan ionlarga ajraladi. U ionlar elektr toki bo‘lmaganda ham hosil bo‘lishi mumkin deb hisoblagan.

Ionlar kimyoviy faol zarrachalar bo‘lib, atomlar, molekulalar hamda bir-biri bilan reaksiyaga kirishadi. Elektrolitlar eritmalarida ionlar elektrolitik dissotsiatsiya natijasida hosil bo‘ladi va ularning ko‘plab xossalarini belgilaydi.

Amaldagi kimyoviy nomenklaturaga ko‘ra, bitta atomdan tashkil topgan kationning nomi kimyoviy element nomiga mos keladi. Masalan, Na⁺ natriy ioni deb ataladi. Oksidlanish darajasi o‘zgaruvchan elementlar nomidan keyin uning qiymati qavs ichida rim raqami bilan ko‘rsatiladi. Masalan, Fe²⁺ — temir(II) ioni. Bitta atomdan tashkil topgan anion nomi elementning lotincha nomi o‘zagi va «-id» qo‘shimchasi yordamida hosil qilinadi. Masalan, F⁻ ftorid-ioni deb ataladi.

Ionlar ikkita katta guruhga — oddiy va murakkab ionlarga bo‘linadi.

Oddiy (bir atomli^[ingl.]) ionlar bitta atom yadrosiga ega.

Murakkab (ko‘p atomli^[ingl.]) ionlar kamida ikkita atom yadrosiga ega.

Alohida guruh sifatida ion-radikallar — zaryadlangan erkin radikallar ajratiladi. Ion-radikallar o‘z navbatida kation-radikallar va anion-radikallarga bo‘linadi.

Kation-radikallar — bitta juftlashmagan protonga ega musbat zaryadli zarrachalardir.

Anion-radikallar — bitta juftlashmagan elektronga ega manfiy zaryadli zarrachalardir.

Oddiy ionlar bitta atom yadrosi va elektronlardan iborat. Atom yadrosi protonlar va neytronlardan tashkil topgan bo‘lib, ion massasining deyarli barchasini (99,9 % dan ortig‘ini) o‘zida jamlaydi hamda elektronlarni ushlab turuvchi elektr maydonini hosil qiladi. Atom yadrosining zaryadi protonlar soniga bog‘liq va elementning D. I. Mendeleyev davriy jadvalidagi tartib raqamiga teng.

Elektronlar atom yadrosi atrofidagi elektron qavatlarni egallaydi. Bosh kvant soni n bir xil bo‘lgan elektronlar o‘lchamlari bir-biriga yaqin elektron bulutlaridan iborat kvant qavatini hosil qiladi. n = 1, 2, 3, 4… bo‘lgan qavatlar mos ravishda K, L, M, N… harflari bilan belgilanadi. Atom yadrosidan uzoqlashgan sari qavatlarning sig‘imi ortadi va n qiymatiga qarab 2 (K qavati), 8 (L qavati), 16 (M qavati), 32 (N qavati)… ta elektronni tashkil etadi.

Umumiy qoidadan istisno — elektronlarga ega bo‘lmagan musbat vodorod ioni bo‘lib, u protondan iborat. Ayni paytda manfiy vodorod ioni ikkita elektronga ega. Aslida, gidrid-ioni bitta proton va ikkita elektrondan iborat tizim bo‘lib, elektron qavatida xuddi shunday ikkita elektroni bor musbat litiy ioniga izoelektrondir.

Elektron harakatining to‘lqin xususiyati tufayli ionlarning qat’iy belgilangan chegarasi yo‘q. Shu sababli ionlarning o‘lchamlarini aniq belgilash mumkin emas. Ionning ko‘rinma radiusi qaysi fizik xossa ko‘rib chiqilayotganiga bog‘liq va turli xossalar uchun farq qiladi. Odatda shunday ion radiuslari tanlanadiki, ikkita radius yig‘indisi kristalldagi qo‘shni ionlar orasidagi muvozanat masofasiga teng bo‘ladi. Ion radiuslarining bunday yarim empirik jadvalini tuzgan olim — L. Poling.

Keyinchalik G. B. Bokiy eng oddiy ikkilik birikmalar tuzilishini kristallokimyoviy tadqiq etishi asosida ion radiuslarining yangi tizimi ishlab chiqilgan.

Atomlar va molekulalar bir yoki bir nechta elektronini yo‘qotib, musbat zaryadli ionlarga aylanishi mumkin. Bir yoki bir nechta elektronning atom yoki molekuladan ajralishi energiya talab qiladi. Bu energiya ionlanish energiyasi deb ataladi.

Musbat zaryadli ionlar ham birikish reaksiyasi natijasida, xususan, proton (vodorod atomining musbat zaryadli yadrosi) atom yoki molekulaga qo‘shilganda hosil bo‘lishi mumkin. Bunga misollar: vodorodning molekulyar ioni, ammoniy ioni, oniy birikmalar.

Manfiy zaryadli ionlar atom yoki molekulaga elektron birikishi natijasida hosil bo‘ladi. Elektronning birikishi energiya ajralishi bilan kechadi.

Musbat vodorod ioni (H⁺ yoki proton, p) vodorod atomining ionlanishi natijasida hosil bo‘ladi. Bunda ionlanish energiyasi 13,595 eV.

Ionlanish jarayonida geliy atomining birinchi elektronini ajratib olish uchun 24,581 eV, ikkinchisini ajratib olish uchun 54,403 eV energiya talab qilinadi. Hosil bo‘lgan geliy ioni (He²⁺) fizikada alfa-zarracha deb ataladi. Ba’zi atom yadrolari radioaktiv parchalanganda alfa-zarrachalar ajralib chiqadi. Bunga misol — .

Atomdan birinchi elektronni ajratib olish energiyasi elementning tartib raqamiga nisbatan yaqqol davriy bog‘liqlikka ega.

Ionlanish energiyasi past bo‘lgan ishqoriy metallarning atomlari tashqi elektronlarini yorug‘lik ta’sirida osongina yo‘qotadi. Bunda elektronlarning ajralishi metall yutgan yorug‘lik kvantlari energiyasi hisobiga sodir bo‘ladi.

• Katta sovet ensiklopediyasi

• Kotelnikov I. A. Plazma fizikasi bo‘yicha ma’ruzalar. 1-jild: Plazma fizikasining asoslari. — 3-nashr. — Sankt-Peterburg: Lan, 2021. — 400 bet — ISBN 978-5-8114-6958-1.