আয়ন

আয়ন (/ˈaɪɒn, -ən/) নিট বৈদ্যুতিক আধানযুক্ত কণিকা, পরমাণু বা অনু।

সাধারণত ইলেকট্রনের আধান ঋণাত্মক ধরা হয়। একক আয়নের ঋণাত্মক আধান সাধারণত প্রোটনের ধনাত্মক আধানের সমান ও বিপরীত। ইলেকট্রন ও প্রোটনের সংখ্যা সমান না হওয়ার কারনে আয়নের নিট আধান অশূন্য হয়।

ক্যাটায়ন হলো ইলেকট্রনের চেয়ে প্রোটনের সংখ্যা বেশি থাকায় ধনাত্মক আধানযুক্ত আয়ন এবং অ্যানায়ন হলো প্রোটনের চেয়ে ইলেকট্রনের সংখ্যা বেশি থাকায় ঋণাত্মক আধানযুক্ত আয়ন। ক্যাটায়ন ও অ্যানায়নসমূহ খুব সহজেই একে অপরকে আকর্ষণ করে এবং আয়নিক যৌগ গঠন করে।

আয়নে কেবল একটি মাত্র পরমাণু থাকলে তাকে একপরমাণবিক আয়ন এবং দুই বা ততোধিক পরমাণু থাকলে বহুপারমাণবিক আয়ন বলে। প্রবাহীতে (গ্যাস বা তরল) ভৌত আয়নীকরণের ক্ষেত্রে স্বতঃস্ফূর্ত সংঘর্ষের কারণে "আয়ন যুগল" উৎপন্ন হয়, যেখানে প্রতি যুগলে একটি ইলেকট্রন এবং একটি ধনাত্মক আয়ন থাকে। আয়নসমূহ রাসায়নিক মিথস্ক্রিয়ায় যেমন তরলে লবণের দ্রবীভূতকরণ বা অন্য উপায়ে যেমন পরিবাহী দ্রবণের মধ্য দিয়ে একমুখী বিদ্যুৎ প্রবাহিত করা, আয়নিকরণের মাধ্যমে অ্যানোডকে দ্রবীভূত করেও তৈরি করা হয়।

আবিষ্কারের ইতিহাস

১৮৩৪ সালে ইংরেজ পদার্থবিদ এবং রসায়নবিদ মাইকেল ফ্যারাডে জলীয় মাধ্যমে এক তড়িৎদ্বার থেকে অন্য তড়িদদ্বারে যাওয়া একটি অজানা বৈশিষ্ট্য আবিষ্কার করেছিলেন। তিনি গ্রিক শব্দ ἰόν, ion, থেকে এর নামকরন করেছিলেন আয়ন, যার অর্থ "যাওয়া"। ফ্যারাডে এই বৈশিষ্ট্যের প্রকৃতি জানতেন না, তবে তিনি জানতেন যেহেতু ধাতু এক তড়িদদ্বারে দ্রবীভূত হয়ে দ্রবণে প্রবেশ করে এবং দ্রবণ থেকে অন্য তড়িদদ্বারে নতুন ধাতু বের হয়; এবং কোনও এক ধরণের পদার্থ তড়িৎ প্রবাহের ফলে দ্রবণের মধ্য দিয়ে চলাচল করেছে। এটি পদার্থকে এক জায়গা থেকে অন্য জায়গায় পৌঁছে দেয়। ফ্যারাডের নামের সাথে মিল রেখে হুইল অ্যানোড ও ক্যাথোডের, এবং এদের দ্বারা আকৃষ্ট আয়নকে যথাক্রমে অ্যানায়ন ও ক্যাটায়ন নামকরণ করেছিলেন।

সভান্তে আরিয়েনিউস তাঁর ১৮৮৮ সালের গবেষণামূলক প্রবন্ধে তিনি ব্যাখ্যা দিয়েছিলেন যে লবণের কঠিন স্ফটিক দ্রবীভূত হওয়ার সময় বিপরীত ও সমপরিমাণ আধানযুক্ত কণায় বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়। এই ব্যাখ্যার জন্য ১৯০৩ সালে তিনি রসায়নে নোবেল পুরস্কার অর্জন করেছিলেন। আরিয়েনিউসের ব্যাখ্যা ছিল যে দ্রবণ তৈরি করার সময় লবণ ফ্যারাডের বর্ণিত আয়নে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়। তিনি প্রস্তাব দিয়েছিলেন যে তড়িৎ প্রবাহ ছাড়াও আয়নসমূহ গঠিত হয়।

বৈশিষ্ট্য

আয়নসমূহ তাদের গ্যাসীয় অবস্থায় অত্যন্ত সক্রিয় এবং খুব দ্রুত তাদের বিপরীত আয়নের সাথে বিক্রিয়া করে নিরপেক্ষ যৌগ বা আয়নিক লবণ উৎপন্ন করে। আয়নসমূহ তলর বা কঠিন অবস্থায়ও উৎপন্ন হতে পারে, যেমন দ্রাবকের (যেমন পানি) সাথে লবণের বিক্রিয়াকালে আয়নসমূহ তরলের সাথে বিক্রিয়া করার জন্য একে অপরের থেকে দূরে সরে যায় এবং একারনে শক্তি ও এনট্রপিসহ বিভিন্ন অবস্থার পরিবর্তনের ফলে অধিক স্থিতিশীল সলভেটেড আয়ন উৎপন্ন হয়। এই স্থিতিশীল আয়নসমূহ কম তাপমাত্রায় পরিবেশে বেশি দেখা যায়। একটি সাধারণ উদাহরণ হলো সমুদ্রের পানিতে উপস্থিত আয়নগুলি, যা দ্রবীভূত লবণ থেকে উদ্ভূত হয়।

চার্জিত বস্তু হিসাবে, আয়নগুলি বিপরীত বৈদ্যুতিক আধানের প্রতি আকৃষ্ট হয় (ঋণাত্মক ধনাত্মকের প্রতি এবং ধনাত্মক ঋণাত্মকের প্রতি) এবং একই প্রকৃতির আধান কর্তৃক বিকর্ষীত হয়। চলাচলের সময় এগুলোর গতিপথ চৌম্বক ক্ষেত্র দ্বারা প্রতিবিম্বিত করা যেতে পারে।

ইলেক্ট্রনগুলি তাদের ক্ষুদ্র ভর এবং পদার্থ তরঙ্গ হিসাবে বৃহত্তর স্থান পূরণের বৈশিষ্ট্যের কারণে এমন পরমাণু এবং অণুগুলি যাতে অন্তত একটি ইলেকট্রন রয়েছে তার আকার নির্ধারণ করে। সুতরাং, অ্যানায়নগুলি (ঋণাত্মক আধানযুক্ত আয়ন) মূল অণু বা পরমাণুর চেয়ে বড়, কারণ অতিরিক্ত ইলেকট্রন(গুলি) একে অপরকে দূরে সরিয়ে দেয় এবং আয়নটির আকার বৃদ্ধি করে দেয়, কারণ অণু বা পরমাণুর আকার তার ইলেকট্রন মেঘ দ্বারা নির্ধারিত হয়। ইলেকট্রন মেঘের আকারের কারণে ক্যাটায়নগুলি সংশ্লিষ্ট মূল অণু বা পরমাণুর থেকে ছোট হয়। একটি নির্দিষ্ট ক্যাটায়নে (হাইড্রোজেনের) কোনও ইলেক্ট্রন থাকে না, এবং একারনে শুধু একটি একক প্রোটন থাকে - যা মূল হাইড্রোজেন পরমাণুর চেয়ে অনেক ছোট।

অ্যানায়ন ও ক্যাটায়ন

একটি ইলেকট্রন এবং একটি প্রোটনসহ হাইড্রোজেন পরমাণু (কেন্দ্রে)। যার একটি ইলেকট্রন অপসারণ করলে তা ক্যাটায়নে পরিণত হয় (বামে)। আর এতে একটি ইলেকট্রন প্রবেশ করালে তা অ্যানায়নে পরিণত হয় (ডানে)। আলগাভাবে ধরে রাখা দুই ইলেকট্রনবিশিষ্ট অ্যানায়নের আকার নিরপেক্ষ হাইড্রোজেন পরমাণুর থেকে বড় এবং ইলেকট্রনহীন ক্যাটায়নের আকারের থেকে ছোট।

যেহেতু প্রোটনের বৈদ্যুতিক আধানের মান ইলেকট্রনের আধানের মানের সমান, সেকারনে কোনও আয়নের নিট বৈদ্যুতিক আধান আয়নের প্রোটন সংখ্যা থেকে ইলেকট্রন সংখ্যার বিয়োগফলের সমান।

অ্যানায়ন (−) শব্দটি গ্রীক ἄνω শব্দ থেকে এসেছে যার অর্থ "উপর", এটি এমন আয়ন, যার মধ্যে প্রোটনের তুলনায় ইলেকট্রনের সংখ্যা বেশি এবং একারণে এটি ঋণাত্মক আধানযুক্ত (যেহেতু ইলেকট্রন ঋণাত্মক আধানযুক্ত এবং প্রোটন ধনাত্মক আধানযুক্ত) হয়।

ক্যাটায়ন (+) শব্দটি গ্রীক κάτω শব্দ থেকে এসেছে যার অর্থ "নিচে", এটি এমন আয়ন, যার মধ্যে ইলেকট্রনের তুলনায় প্রোটনের সংখ্যা বেশি এবং একারণে এটি ধনাত্মক আধানযুক্ত (যেহেতু ইলেকট্রন ঋণাত্মক আধানযুক্ত এবং প্রোটন ধনাত্মক আধানযুক্ত) হয়।

একাধিক আধানযুক্ত আয়নগুলির জন্য অপর নাম রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, -২ আধানযুক্ত অ্যানায়নকে ডাইঅ্যানায়ন এবং +২ আধানযুক্ত ক্যাটায়নকে ডাইক্যাটায়ন বলে। জুইটার আয়ন হলো এমন এক ধরনের নিরপেক্ষ যৌগ যাতে ধনাত্মক ও ঋণাত্মক উভয় আয়নই অণুর মধ্যে দুটি আলাদা স্থানে অবস্থান করে।

ক্যাটায়ন এবং অ্যানায়নগুলি তাদের আয়নিক ব্যাসার্ধ দ্বারা পরিমাপ করা হয়। ক্যাটায়নগুলি ছোট, তাদের বেশিরভাগের ব্যাসার্ধ 10⁻¹⁰ মিটার (10⁻⁸ সেমি) এর চেয়ে কম হয়। তবে বেশিরভাগ অ্যানায়ন আকারে বড়, যেমন পৃথিবীতে খুবই সাধারণ অ্যানায়ন, অক্সিজেন। সুতরাং এটি স্পষ্ট যে স্ফটিকের বেশিরভাগ স্থান অ্যানায়ন দ্বারা দখল করে এবং ক্যাটায়নগুলি তাদের মধ্যবর্তী ফাঁকা জায়গাগুলিতে অবস্থান করে।

প্রকৃতিতে উপস্থিতি

প্রকৃতিতে সকল স্থানে আয়ন রয়েছে এবং সূর্যের আলোক বিকিরণ থেকে শুরু করে পৃথিবীর আয়নমণ্ডলের অস্তিত্ব পর্যন্ত বিচিত্র ঘটনার জন্য দায়ী। পরমাণুসমূহ তাদের আয়নিক অবস্থায় নিরপেক্ষ পরমাণু থেকে আলাদা রঙের হতে পারে এবং ধাতব আয়নগুলি দ্বারা আলো শোষণের কারনেই রত্নপাথর রঙিন হয়। অজৈব এবং জৈব রসায়ন উভয় ক্ষেত্রে (প্রাণরসায়ন সহ) পানি এবং আয়নগুলির মিথস্ক্রিয়া অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ; উদাহরণ হলো অ্যাডেনোসিন ট্রাইফোসফেট (এটিপি) এর ভাঙ্গনের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি।

রসায়ন

সাধারণ আয়ন

সাধারণ ক্যাটায়ন ইংরেজি নাম বাংলা লিপিতে নাম Formula যোজনী প্রচলিত নাম মৌলের ক্যাটায়ন Aluminium অ্যালুমিনিয়াম Al3+ ৩ Barium বেরিয়াম Ba2+ ২ Beryllium বেরিলিয়াম Be2+ ২ Calcium ক্যালসিয়াম Ca2+ ২ Chromium(III) ক্রোমিয়াম (III) Cr3+ ৩ Copper(I) কপার (I) Cu+ ১ cuprous (কিউপ্রাস) Copper(II) কপার (II) Cu2+ ২ cupric (কিউপ্রিক) Gold(I) গোল্ড (I) Au+ ১ aurous (অরাস) Gold(III) গোল্ড (III) Au3+ ৩ auric (অরিক) Hydrogen হাইড্রোজেন H+ ১ Iron(II) আয়রন (II) Fe2+ ২ ferrous (ফেরাস) Iron(III) আয়রন (III) Fe3+ ৩ ferric (ফেরিক) Lead(II) লেড (II) Pb2+ ২ plumbous (প্লামবাস) Lead(IV) লেড (IV) Pb4+ ৪ plumbic (প্লামবিক) Lithium লিথিয়াম Li+ ১ Magnesium ম্যাগনেসিয়াম Mg2+ ২ Manganese(II) ম্যাঙ্গানিজ (II) Mn2+ ২ manganous (ম্যাঙ্গানাস) Manganese(III) ম্যাঙ্গানিজ (III) Mn3+ ৩ manganic (ম্যাঙ্গানিক) Manganese(IV) ম্যাঙ্গানিজ (IV) Mn4+ ৪ Mercury(II) মারকিউরি (II) Hg2+ ২ mercuric (মারকিউরিক) Potassium পটাশিয়াম K+ ১ kalium (ক্যালিয়াম) Silver সিলভার Ag+ ১ argentous (আর্জেন্টাস) Sodium সোডিয়াম Na+ ১ natric (ন্যাট্রিক) Strontium স্ট্রনশিয়াম Sr2+ ২ Tin(II) টিন (II) Sn2+ ২ stannous (স্ট্যানাস) Tin(IV) টিন (IV) Sn4+ ৪ stannic (স্ট্যানিক) Zinc জিঙ্ক Zn2+ ২ যৌগমূলক ক্যাটায়ন Ammonium অ্যামোনিয়াম NH+ 4 ১ Phosphonium ফসফোনিয়াম PH+ 4 ১ Hydronium হাইড্রোনিয়াম H3O+ ১ Mercury(I) মারকিউরি (I) Hg2+ 2 ২ mercurous (মারকিউরাস)

সাধারণ অ্যানায়ন ইংরেজি নাম বাংলা লিপিতে নাম ফরমুলা যোজনী প্রচলিত নাম মৌলের অ্যানায়ন Azide অ্যাজাইড N− 3 ১ Bromide ব্রোমাইড Br− ১ Carbide কার্বাইড C- ১ Chloride ক্লোরাইড Cl− ১ Fluoride ফ্লোরাইড F− ১ Hydride হাইড্রেড H− ১ Iodide আয়োডাইড I− ১ Nitride নাইট্রাইড N3− ৩ Phosphide ফসফাইড P3− ৩ Oxide অক্সাইড O2− ২ Sulfide সালফাইড S2− ২ Selenide সেলেনাইড Se2− ২ অক্সো-অ্যানায়ন (যৌগ মূলকের অ্যানায়ন) Carbonate কার্বনেট CO2− 3 ২ Chlorate ক্লোরেট ClO− 3 ১ Chromate ক্রোমেট CrO2− 4 ২ Dichromate ডাইক্রোমেট Cr 2O2− 7 ২ Dihydrogen phosphate ডাইহাইড্রোজেন ফসফেট H 2PO− 4 ১ Hydrogen carbonate হাইড্রোজেন কার্বনেট HCO− 3 ১ bicarbonate (বাইকার্বনেট) Hydrogen sulfate হাইড্রোজেন সালফেট HSO− 4 ১ bisulfate (বাইসালফেট) Hydrogen sulfite হাইড্রোজেন সালফাইট HSO− 3 ১ bisulfite (বাইসালফাইট) Hydroxide হাইড্রোক্সাইড OH− ১ Hypochlorite হাইপোক্লোরাইট ClO− ১ Monohydrogen phosphate মনোহাইড্রোজেন ফসফেট HPO2− 4 ২ Nitrate নাইট্রেট NO− 3 ১ Nitrite নাইট্রাইট NO− 2 ১ Perchlorate পারক্লোরেট ClO− 4 ১ Permanganate পারম্যাঙ্গানেট MnO− 4 ১ Peroxide পারঅক্সাইড O2− 2 ২ Phosphate ফসফেট PO3− 4 ৩ Sulfate সালফেট SO2− 4 ২ Sulfite সালফাইট SO2− 3 ২ Superoxide সুপারঅক্সাইড O− 2 ১ Thiosulfate থায়োসালফেট S 2O2− 3 ২ Silicate সিলিকেট SiO4− 4 ৪ Metasilicate মেটাসিলিকেট SiO2− 3 ২ Aluminium silicate অ্যালুমিনিয়াম সিলিকেট AlSiO− 4 ১ জৈব এসিডের অ্যানায়ন Acetate অ্যাসিটেট CH 3COO− ১ ethanoate (ইথানয়েট) Formate ফরমেট HCOO− ১ methanoate (মিথানয়েট) Oxalate অক্সালেট C 2O2− 4 ২ Cyanide সায়ানাইড CN− ১

আরও দেখুন

• ক্যাটায়ন
• অ্যানায়ন
• ইলেকট্রন
• প্রোটন