イオン化の程度

イオン化度（文献ではイオン化収率とも呼ばれる）は、ガスや水溶液中などの中性粒子がイオン化される割合を指す。電解質の場合、酸/塩基が自分自身をイオン化する能力として理解することができる。イオン化度が低い場合は、部分的にイオン化（弱くイオン化とも呼ばれる）と呼ばれることもあり、イオン化度が高い場合は完全にイオン化と呼ばれる。ただし、完全にイオン化という用語は、電子が残っていないイオンを説明するためにも使用される。^[1]

イオン化とは、原子または分子が原子軌道から1つまたは複数の電子を失うか、逆に自由電子（電子付着）によって追加の電子を得るプロセスのことです。どちらの場合も、原子または分子は中性粒子ではなくなり、電荷キャリアになります。種が1つまたは複数の電子を失った場合、正に帯電し、陽イオンまたはカチオンと呼ばれます。逆に、種が1つまたは複数の追加電子を獲得した場合、負に帯電し、負イオンまたはアニオンと呼ばれます。プラズマ内の個々の自由電子とイオンの寿命は非常に短く、通常はマイクロ秒未満です。これは、イオン化と再結合、励起と緩和が集合的な連続プロセスであるためです。^[2]

解離度 α (イオン化度とも呼ばれる) は、酸の強さを表す方法です。これは、イオン化された分子の数と水に溶解した分子の数の比率として定義されます。これは、小数またはパーセンテージで表すことができます。指定されたモル濃度で、イオン化度が 30% を超える酸を強酸、αが30% 未満の酸を弱酸、残りを中程度の酸として分類できます。

プラズマ物理学では、電離度は電離された中性粒子の割合を指します。 ${\displaystyle \alpha}$

${\displaystyle \alpha ={\frac {n_{i}}{n_{i}+n_{n}}}}$

ここで、はイオン密度、は中性密度（立方メートルあたりの粒子数）です。 これは無次元数であり、パーセンテージで表されることもあります。 ${\displaystyle n_{i}}$${\displaystyle n_{n}}$

分数電離や電離率という用語は、電離した中性粒子の割合や自由電子の割合を説明するためにも使用されます。^{[3] [4]}

原子に関して「完全に電離する」とは、結合した電子が残っておらず、むき出しの原子核になっていることを意味します。完全に電離したガスの特別な例としては、核爆発で人工的に生成されたプラズマや、太陽や宇宙のすべての星で自然に形成されたプラズマなど、非常に高温の熱核プラズマがあります。通常の星には主に水素とヘリウムが含まれており、これらは完全に電離して陽子(H ⁺ ) とアルファ粒子(He ²⁺ ) になっています。

イオン化された物質は、放電管（クルックス管）で初めて特定され、1879年にウィリアム・クルックス卿によってそのように記述されました（彼はそれを「放射物質」と呼びました）。 ^[5]クルックス管の「陰極線」物質の性質は、その後1897年にイギリスの物理学者JJトムソン卿によって特定され、^[6] 1928年にアーヴィング・ラングミュアによって「プラズマ」と名付けられました。 ^{[7]これはおそらく、}血漿を思い起こさせたためでしょう。^[8]