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'''イオン化'''(いおんか、Ionization)とは、[[電荷]]的に中性な[[分子]]を、正または負の電荷を持った[[イオン]]とする操作または現象で、'''電離'''(でんり)とも呼ばれる。
#REDIRECT [[イオン#イオン化]]▼
主に[[物理学]]の分野では荷電ともいい、分子([[原子]]あるいは[[原子団]])が、エネルギー([[電磁波]]や[[熱]])を受けて[[電子]]を放出したり、逆に外から得ることを指す。（[[プラズマ]]または[[電離層]]を参照）
また、化学の分野では[[解離]]ともいい、[[電解質]]([[塩]])が[[溶液]]中や[[融解]]時に、[[陽イオン]]と[[陰イオン]]に分かれることを指す。
== 概要 ==
イオン化過程の一例をあげると、ある中性原子が電子(1個あるいは数個の[[価電子]])を放出して、別の中性原子がこれを受け取る、電子の移動が起きる。電子を受け取った原子は負電荷に帯電して陰イオンとなり、電子を放出した方は正電荷に帯電して陽イオンとなる。このとき、ふたつのイオンが得た電荷量は、移動した電子の持つ電荷量([[電気素量]]の整数倍)に等しく、符号は逆となり、和はゼロになる。
原子が電子を放出するには、[[原子核]]が[[クーロン力]]によって電子を[[電子軌道]]に束縛している力に匹敵するエネルギーが必要で、これを[[イオン化エネルギー]]と呼ぶ。
電子は[[光子]]を吸収したり、原子同士の衝突によりエネルギーを受け取って[[励起]]され、イオン化エネルギーを超えると軌道を離れて別の原子の軌道へ移動する。移動先の原子の電子軌道に入った電子は、励起エネルギー分のエネルギーを放出して安定化する。
=== イオン化のしやすさ ===
溶液中での[[イオン化傾向]]は、元素によってイオン化しやすさに差があることを示している。原子の[[電子構造]]により安定化の度合いが異なるので、励起に必要なイオン化エネルギーの値や、電子を受けとる際の安定化エネルギーである[[電子親和力]]の値は、元素の種類やイオン化の進行状況の違いによってそれぞれ異なるエネルギー値をとる。
原子は、[[電子配置]]が閉殻(最外殻が満員)や[[オクテット則|オクテット]](再外殻が8個)のとき最も安定する(化学反応しにくくなる)。中性原子でこれに該当するのが[[不活性元素]]であり、通常原子がイオン化する際に放出または受け取る電子の数は、イオンとなることでこの安定した配置を成立させられる数である([[典型元素]]の場合)
例えば、[[アルカリ金属]]は陽イオンになりやすく、イオン化エネルギーも小さいが、これは不活性元素より電子が1つ多いため、+1価のイオンとなった方が安定するためである。反対に[[ハロゲン]]や[[カルコゲン]]は陰イオンになりやすいが、これも不活性元素より電子が1つ少ないことによる。
== 電子によるイオン化 ==
[[放電]]によるガス(空気など)のイオン化など、分子に直接電子を撃ち込むとイオン化できる。
[[質量分析法]]では[[熱電子]]衝撃法がよく利用され、化学イオン化法と対比される。
63Niなどの核放射による方法は、電子([[ベータ線]])によるイオン化だが、エネルギーによるイオン化でもある。
== エネルギーによるイオン化 ==
光(主に[[紫外線]]や[[レーザー]])などによって電子を励起させ、イオン化する。
質量分析法では、他にも様々なイオン化手法が用いられ、ソフトイオン化法の[[マトリックス支援レーザー脱離イオン化法]]はノーベル賞に関する報道で一般にも知られていた。
このほか、[[トンネル効果]]によるイオン化も研究されている。
== 溶媒中のイオン化 ==
[[極性溶媒]]中では、溶媒分子の配向による[[溶媒和]]が起きるため、イオン結合物質は容易にイオン化(解離)し、気相や非極性溶媒中よりも安定して存在する。溶媒分子を[[配位]]する場合はより安定化する。
== 結晶中のイオン化 ==
[[イオン結晶]]は、イオン相互の[[静電的相互作用]]によって[[イオン結合]]し、正負の電荷が対を作って電気的に中性となることで規則正しい結晶構造を形成することで、全体的・均一に電荷が中和され安定化している。
このとき個々の原子は、中性分子のイオン化により電子配置が安定化する現象を、[[結晶構造]]内で実現している。
代表例である[[塩化ナトリウム]]では、[[ナトリウム]]と[[塩素]]がイオン化して電子1つを授受した状態で交互に並ぶことで、電気的にも化学的にも安定している。
==関連項目==
* [[イオン化エネルギー]]
* [[電子親和力]]
* [[物性物理]]
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{{DEFAULTSORT:いおんか}}
[[Category:イオン|いおんか]]
[[Category:電子]]
[[ar:تأين]]
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[[en:Ionization]]
[[et:Ionisatsioon]]
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[[fr:Ionisation]]
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