Như đã biết, thế giới cấu thành từ những phân tử, nguyên tử nhỏ và được kết nối bằng những liên kết ion. Thuật ngữ Ion được nhắc đến khá nhiều trong các lĩnh vực công nghiệp, sinh hoạt, hóa học… Các ion đóng vai trò quan trọng trong đời sống. Bạn mới chưa hiểu rõ về ion và liên kết ion là gì? Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về ion là gì? Nguyên lý hoạt đọng và ứng dụng liên kết ion trong công nghiệp.
Tìm hiểu về ion và liên kết ion
Như đã biết, vật chất được hình thành từ nhiều thành phần có kích thước siêu nhỏ, được liên kết với nhau bằng những mối nối đặc biệt. Cùng tìm hiểu về điện tích trong thực tế là gì?
Ion là gì?
Ion là một nguyên tử bị mất đi hoặc thêm vào 1 hoặc nhiều electron, khiến chúng mang điện tích. Bởi vậy, chúng ta sẽ có 2 dạng điện tích âm và ion dương. Trong đó:
- Ion âm (anion) mang điện tích âm, có nghĩa là nguyên tử nhận thêm electron.
- Ion dương (cation) mang điện tích dương, bởi chúng mất đi electron.
Ion có kích thước siêu nhỏ, không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Ngoài ra, ion có thể ở dạng đơn nguyên tử hoặc đa nguyên tử. Đồng thời điện tích có vai trò quan trọng trong đời sống, sức khỏe con người và các ứng dụng công nghiệp, kỹ thuật.
Cơ chế hoạt động của các điện tích
Ion có trong môi trường, tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau. Cơ chế hoạt động của các ion sẽ như sau: Ion có cùng điện tích sẽ đẩy nhau, trái dấu sẽ hút nhau. Tính chất của các ion dương thường là khói bụi, vi khuẩn có thể gây ô nhiễm môi trường. Trong khi, các ion âm thường có lợi, có khả năng tiêu diệt vi khuẩn, nấm mốc và những ion gây hại cho sức khỏe con người.
Liên kết ion là gì?
Liên kết ion hay liên kết điện tích bản chất là một liên kết hóa học được hình thành từ lực hút tĩnh điện của 2 ion mang điện tích trái dấu. Liên kết điện tích chính là phần cốt lõi tạo nên các phân tử, vật chất trong tự nhiên.
Đặc điểm của liên kết điện tích như sau:
- Các điện tích liên kết với nhau sẽ được sắp xếp theo cấu trúc mạng tinh thể.
- Chất rắn ion sẽ tồn tại ở dạng tinh thể, trong điều kiện nhiệt độ phòng.
- Liên kết điện tích có lực hút tĩnh điện mạnh. Do vậy, các hợp chất ion thường cứng và có độ nóng chảy cao.
- Các liên kết điện tích dễ bị phá vỡ dọc theo mặt phẳng, khi bị đặt dưới áp lực lớn.
- Tinh thể rắn của hợp chất có liên kết điện tích có không thể dẫn điện, nhưng dạng lỏng có thể dẫn điện.
➤ Xem thêm: Tuabin là gì? Phân biệt tuabin gió, nước và điện gió.
Nguyên lý hình thành liên kết ion như thế nào?
Liên kết điện tích tạo nên vật chất, cần đáp ứng các điều kiện nhất định. Cụ thể, điều kiện để hình thành liên kết điện tích cần đáp ứng các yêu cầu sau:
- Liên kết sẽ được hình thành giữa các nguyên tố có tính chất khác hẳn nhau.
- Hiệu độ âm điện giữ 2 nguyên tử (2 ion) phải lớn hơn 1.7.
- Liên kết ion được hình thành từ kim loại điển hình và phi kiêm điển hình.
- Liên kết ion hình thành phân tử muối chứa anion và cation đa phân tử.
Liên kết điện tích cũng sẽ hình thành dựa trên quy tắc bát tử: Các liên kết sẽ được hình thành sao cho lớp ngoài cùng của cấu hình electron đạt mức cấu hình bền vững, là 8 electron. Quy tắc này áp dụng đúng cho những nguyên tố thuộc chu kỳ 1 và 2. Và quy tắc bát tử sẽ không đúng với các nguyên tố thuộc chu kỳ lớn hơn 2.
Ứng dụng của liên kết ion trong công nghiệp
Ion và liên kết ion tự nhiên có nhiều ứng dụng trong đời sống. Các nhà khoa học tận dụng liên kết lực hút giữa các điện tích trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp. Cụ thể, các ứng dụng của ion và liên kết điện tích sẽ như sau.
Ứng dụng của điện tích trong thực tế
Ion có những tính chất có lợi, được ứng dụng để chăm sóc sức khỏe con người, như:
- Nước ion kiềm trong máy lọc nước: Có tác dụng chống oxi hóa, khử khuẩn, loại bỏ gốc tự do trong nước và cơ thể người. Sử dụng nước ion kiềm giúp cải thiện sức khỏe da, tăng tuần hoàn máu, cải thiện các vấn đề tim mạch…
- Máy lọc không khí ion âm: Ion âm có khả năng hút các bụi mịn, phấn hoa, thành phần chất hữu cơ độc hại trong không khí.
➤ Xem thêm: Phân biệt hệ thống PLC, DCS, RTU, SCADA và PAC.
Ứng dụng của liên kết điện tích trong sản xuất công nghiệp
Các nhà khoa học ứng dụng liên kết và trao đổi ion trong công nghiệp. Cụ thể như:
- Ứng dụng làm mềm nước, để trao đổi các cation có tính acid mạnh để giảm các yếu tố độ cứng của nước.
- Khử kiềm trong nước để loại bỏ độ mặn, loại bỏ độ cứng tạm thời của nước.
- Ứng dụng trong đánh bóng và mạ nhiều vật lệu.
- Ứng dụng trao đổi cation trong sản xuất đường, công nghiệp thực phẩm.
- Ứng dụng trong sản xuất sút, phục hồi sản phẩm và bề mặt kim loại.
Ion và liên kết điện tích là 1 phần của cuộc sống, tạo nên con người, sinh vật và những ứng dụng hữu ích trong đời sống. Hiểu ion, liên kết ion là gì sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về bản chất của nhiều quá trình. Hy vọng những thông tin trên đây sẽ hữu ích, giúp bạn đọc giải đáp các thắc mắc về điện tích trong đời sống, sản xuất công nghiệp.
