Ion

Ion, allgemeine Bezeichnung für elektrisch geladene Atome, Moleküle oder Molekülfragmente, die aus elektrisch neutralen Teilchen entstehen. Formal betrachtet bilden sich positiv geladene Kationen durch Abgabe von Elektronen, negativ geladene Anionen durch Aufnahme von Elektronen. Die Bezeichnung „Ion” stammt aus dem Griechischen und bedeutet sinngemäß Wanderer, in Anlehnung an das Verhalten von Ionen im elektrischen Feld. Legt man an eine Lösung eine Gleichspannung an, wandern die Kationen zur Kathode und die Anionen zur Anode.

Die Bildung von Ionen kann auf verschiedene Weise stattfinden: Bei einer elektrolytischen Dissoziation werden elektrisch neutrale Teilchen (meist Elektrolyte) in Ionen gespalten. Die hierzu erforderliche Energie bezeichnet man auch als Dissoziationsenergie. Im Fall einer Ionisation kommt die Ionenbildung ebenfalls durch Energiezufuhr zu Stande, aber im Gegensatz zur Dissoziation werden hier Elektronen aus der Elektronenhülle eines Atoms bzw. eines Moleküls „herausgelöst”. Die erforderliche Energie nennt man Ionisationsenergie.

Besonders in Lösungen spielen Ionen eine wichtige Rolle. So sind Ionen beispielsweise bei zahlreichen biochemischen (u. a. Stoffwechselreaktionen) und elektrochemischen Prozessen beteiligt. Salze, wie z. B. Kochsalz, liegen vor allem in verdünnten Lösungen nahezu vollständig in Form ihrer Ionen vor. Dagegen bilden Salze im festen Zustand so genannte Ionengitter aus. Die einzelnen Bausteine werden dabei durch starke elektrostatische Anziehungskräfte zusammengehalten (ionische Bindungen, chemische Bindung).

In der Physik sind Ionen beispielsweise unentbehrlich für die Erforschung von Elementarteilchen oder von Plasmazuständen.

Siehe auch Ionenaustauscher; Ionenfalle; Ionosphäre; kosmische Strahlen; Massenspektrometer; Teilchenbeschleuniger; Teilchendetektoren