Az ionok

A levegő és a gázok szigetelők. Nincsenek bennük szabad elektronok. Ha konzervdobozunknak töltést adunk, és magára hagyjuk, még percek múlva is töltést jelez a fel emelkedett sztaniol lemez.

Kísérlet. A megtöltött konzervdoboz pillanatok alatt elveszti töltését - ha égő gyufát tartunk tőle néhány centiméter távolságra.

Magyarázat. A gyufa lángja felmelegíti a levegőt. Minél melegebb a gáz, atomjai annál sebesebben repülnek. Végül akkora lesz a sebességük, hogy ütközés közben elektronokat szakítanak le egymásról.

Miért veszíti el töltését konzervdoboz?

A megmaradt atomrészek pozitív töltésűekké válnak. Például a nitrogén atommag körül 7 elektron kering. Mivel a mag pozitív töltése ugyanakkora, mint a körülötte keringő elektronok negatív töltése, az atom kifelé nem mutat elektromos hatást. Amikor a nitrogénatomról leszakad 2 elektron, nincs ami semlegesítse a nekik megfelelő pozitív magtöltést, a megmaradt atomrész tehát úgy viselkedik, mint két pozitív töltést mutató részecske. Az atomról leszakadt elektronok más semleges atomokhoz vagy molekulákhoz csatlakozhatnak. Az ilyen atom vagy molekula úgy viselkedik, mint a negatív töltésű test. Végeredményben: a láng környezetében pozitív és negatív töltést mutató atomok, molekulák, szabad elektronok keletkeznek.

Most már könnyű megmagyarázni, hogyan veszíti el töltését a konzervdoboz.

A negatív töltésű doboz maga felé vonzza a levegőben levő pozitív elektromos részecskéket.
Ezek vándorolni kezdenek a doboz felé, rárakódnak. A dobozon levő elektronok semlegesítik a részecskék pozitív töltését. Így lassanként megszűnik az elektronfelesleg a dobozon.

Ha pedig a doboz töltése pozitív, akkor a levegőben levő szabad elektronok vagy negatív atomok, molekulák vándorolnak (vándorló görögül = ion) a doboz felé, és semlegesítik annak töltését.

A kifelé elektromos töltést mutató atom neve ion.

A láng tehát ionokat hoz létre a levegőben.
A levegőben igen kis számban különben is mindig vannak jelen pozitív és negatív ionok. A vidéki tiszta levegőben ezerbillió (10¹⁵) levegőmolekula között 1 ion akad. A nagy városi levegőben tízbillió (10¹³) molekulára jut 1 ion. Ezek a mindig jelenlevő ionok okozzák azt, hogy elektromosan töltött dobozunk negyedóra múlva magától is elveszíti töltését - lassú kisüléssel.

Felhasznált irodalom