离子

离子 (/ˈaɪ.ɒn, -ən/) 是带有净电荷的原子或分子。

电子的电荷按照惯例被认为是负的，并且该电荷与质子的电荷相等且相反，质子的电荷按照惯例被认为是正的。 离子的净电荷不为零，因为它的电子总数不等于质子总数。

阳离子是带正电的离子，电子比质子少，而阴离子是带负电的离子，电子比质子多。 相反的电荷被静电力拉向彼此，因此阳离子和阴离子相互吸引并容易形成离子化合物。

仅由一个原子组成的离子称为原子或单原子离子，而两个或多个原子形成分子离子或多原子离子。 在流体（气体或液体）中发生物理电离的情况下，离子对是由自发的分子碰撞产生的，其中每个生成的离子对由一个自由电子和一个正离子组成。 离子也由化学相互作用产生，例如盐在液体中的溶解，或通过其他方式产生，例如使直流电通过导电溶液，通过电离溶解阳极。

阳离子是向下移动的东西，阴离子是向上移动的东西。之所以这样称呼是因为离子向带相反电荷的电极移动。1834 年，英国物理学家和化学家迈克尔·法拉第 (Michael Faraday) 引入了这个术语，用于描述当时未知的通过水介质从一个电极到另一个电极的物种。

法拉第不知道这些物种的性质，但他知道，由于金属在一个电极处溶解并进入溶液，而新金属在另一个电极处从溶液中产生；某种物质以电流的形式穿过溶液。这将物质从一个地方传送到另一个地方。

与法拉第相对应，Whewell 还创造了阳极和阴极这两个词，以及阴离子和阳离子作为被各自电极吸引的离子。

斯万特·阿伦尼乌斯 (Svante Arrhenius) 在他 1884 年的论文中解释了固体结晶盐在溶解时会离解成成对的带电粒子这一事实，他因此获得了 1903 年的诺贝尔化学奖。Arrhenius 的解释是，在形成溶液时，盐会分解成法拉第离子，他提出即使在没有电流的情况下也会形成离子。

处于类气体状态的离子具有很高的反应活性，会迅速与带相反电荷的离子相互作用，生成中性分子或离子盐。 当盐与溶剂（例如水）相互作用产生溶剂化离子时，离子也会以液态或固态产生，这些离子更稳定，原因涉及随着离子彼此远离而能量和熵变化的组合 与液体相互作用。 这些稳定的物种在低温环境中更常见。 一个常见的例子是海水中存在的离子，它们来自溶解的盐。

作为带电物体，离子被相反的电荷吸引（正对负，反之亦然）并被相同的电荷排斥。 当它们移动时，它们的轨迹会被磁场偏转。

电子，由于它们的质量较小，因此作为物质波具有更大的空间填充特性，决定了拥有任何电子的原子和分子的大小。 因此，阴离子（带负电的离子）比母体分子或原子大，因为多余的电子相互排斥并增加离子的物理尺寸，因为它的尺寸由其电子云决定。 由于电子云的尺寸较小，阳离子小于相应的母原子或分子。 一个特定的阳离子（氢的阳离子）不含电子，因此由一个质子组成——比母体氢原子小得多。

由于质子上的电荷与电子上的电荷大小相等，因此离子上的净电荷等于离子中的质子数减去电子数。

阴离子 (−)（/ˈænˌaɪ.ən/ ANN-eye-ən，来自希腊语 ἄνω (ánō)，意为向上）是一种电子数多于质子数的离子，使其带有净负电荷（因为电子带负电） 质子带正电）。

阳离子 (+)（/ˈkætˌaɪ.ən/ KAT-eye-ən，来自希腊语 κìτω (káto)，意思是向下）是一种电子比质子少的离子，因此带正电荷。

具有多个电荷的离子还有其他名称。 例如，带 -2 电荷的离子称为二价阴离子，带 -2 电荷的离子称为双阴离子。