Singoli atomi o gruppi atomici che posseggono carica elettrica
Singoli atomi o gruppi atomici che posseggono carica elettrica per perdita (ioni positivi) o acquisto di elettroni (ioni negativi). Il segno delle cariche e il grado di ionizzazione figurano come esponente del simbolo chimico dell’atomo o gruppo atomico (per esempio, Na+, Fe+++ ecc.). La conduzione elettrica nei liquidi e nei gas è un fenomeno dovuto alla migrazione di ioni. Nei liquidi, la formazione di ioni dipende dalla dissociazione elettrolitica subita dalla sostanza (elettrolito) disciolta nell’acqua. Sotto l’azione di un campo elettrico, gli anioni (ioni negativi) migrano verso l’anodo, i cationi (ioni positivi) verso il catodo. Esistono delle sostanze (per esempio, gli aminoacidi) che presentano nella loro molecola entrambe le cariche; in questo caso si parla di «ioni anfoteri» (o «anfoliti»). Nei gas, la formazione di ioni è dovuta all’azione di agenti ionizzanti. Anche in questo caso sotto l’azione di un campo elettrico si ha migrazione di ioni. La velocità degli ioni, a causa degli urti tra le molecole, varia continuamente in valore, direzione e verso.
Con «ionizzazione» ci si riferisce alla scissione di una molecola o di un atomo elettricamente neutri in ioni positivi e negativi, in modo che la carica elettrica totale resti nulla. Perché si realizzi la ionizzazione di un atomo o di una molecola, occorre fornire una certa quantità di energia; la differenza di potenziale necessaria per ottenere la ionizzazione di un atomo, mediante l’applicazione di un campo elettrico che promuova il distacco di un elettrone dall’atomo stesso, si chiama «potenziale di ionizzazione» e assume valori differenti per gli atomi dei diversi elementi. La ionizzazione è un fenomeno che interessa soprattutto i gas e può avvenire:
- a) per agitazione termica, cioè per aumento della velocità media delle particelle del gas, e quindi degli urti reciproci, in seguito all’aumento della temperatura;
- b) per interazione con radiazioni, cioè con raggi di vario tipo (raggi X, raggi gamma, raggi ultravioletti); questo processo è molto importante in radioattività;
- c) per urto con altre particelle; tale processo è molto importante nello studio della radioattività e della radiazione cosmica.