КЛА́СТЕРНЫЕ ИО́НЫ

КЛА́СТЕРНЫЕ ИО́НЫ, слож­ные ио­ны, со­стоя­щие из про­стых (атом­ных или мо­ле­ку­ляр­ных) ио­нов и не­боль­шо­го чис­ла ато­мов или мо­ле­кул, со­хра­няю­щих свою ин­ди­ви­ду­аль­ность. К. и., со­дер­жа­щие боль­шое чис­ло ато­мов или мо­ле­кул, на­зы­ва­ют­ся за­ря­жен­ны­ми кла­сте­ра­ми. К. и., со­стоя­щий из про­сто­го ио­на А⁺ и груп­пы ато­мов или мо­ле­кул В, обо­зна­ча­ет­ся как А⁺·В; напр., К. и. K⁺·(Н₂O)_n со­сто­ит из по­ло­жи­тель­но­го ио­на ка­лия и n мо­ле­кул во­ды. К. и. про­яв­ля­ют­ся в разл. про­цес­сах, про­те­каю­щих в га­зе и плаз­ме. В табл. пред­став­ле­ны воз­мож­ные про­цес­сы об­ра­зо­ва­ния и рас­па­да кла­стер­ных ио­нов.

Связь ме­ж­ду ком­по­нен­та­ми К. и. сла­бее, чем хи­ми­че­ская, но проч­нее, чем в ван-дер-ва­аль­со­вых мо­ле­ку­лах. От­но­си­тель­но не­боль­шая энер­гия дис­со­циа­ции К. и. (0,1–1 эВ) при­во­дит к то­му, что они мо­гут эф­фек­тив­но раз­ру­шать­ся (и об­ра­зо­вы­вать­ся) при те­п­ло­вых энер­ги­ях. В за­ви­си­мо­сти от темп-ры, дав­ле­ния и др. ус­ло­вий, в ко­то­рых на­хо­дит­ся сис­те­ма, су­ще­ст­ву­ют раз­но­об­раз­ные К. и. Напр., в парáх во­ды при ком­нат­ной темп-ре на­блю­да­ют­ся по­ло­жи­тель­ные К. и. Н₃O⁺·(Н₂О)_n, n=1÷3, и от­ри­ца­тель­ные К. и. ОН^–·(Н₂O)_n, n=1÷4.

Важ­ную роль К. и. иг­ра­ют как яд­ра кон­ден­са­ции в про­цес­сах кон­ден­са­ции па­ра в объ­ё­ме, ко­гда дав­ле­ние па­ра пре­вы­ша­ет дав­ле­ние на­сы­щен­но­го па­ра при дан­ной темп-ре. В элек­три­че­ски ней­траль­ном па­ре об­ра­зо­ва­ние ма­лых ка­пель дан­но­го ве­ще­ст­ва тер­мо­ди­на­ми­че­ски не­вы­год­но из-за боль­шо­го по­верх­но­ст­но­го на­тя­же­ния, то­гда как рост за­ро­ды­шей на К. и. не ог­ра­ни­чи­ва­ет кон­ден­са­цию па­ра.

К. и. эф­фек­тив­но об­ра­зу­ют­ся в га­зораз­ряд­ной плаз­ме низ­ко­го дав­ле­ния, в ча­ст­но­сти в га­зо­раз­ряд­ном ла­зе­ре на СО. Мно­го­об­ра­зие К. и. на­блю­да­ет­ся при низ­кой темп-ре, в ча­ст­но­сти в крио­ген­ной плаз­ме.

К. и. при­сут­ст­ву­ют в ат­мо­сфе­ре Зем­ли, при­чём на раз­ных вы­со­тах их со­став су­ще­ст­вен­но раз­ли­ча­ет­ся. Так, в стра­то­сфе­ре на выс. 35–40 км при­сут­ст­ву­ют от­ри­ца­тель­ные ио­ны N·(HNO₃)₂, ·(HNO₃)₂ и др. ио­ны по­доб­но­го ви­да. Наи­бо­лее пол­но ис­сле­до­ва­ны со­став К. и. и про­те­каю­щие с их уча­сти­ем про­цес­сы в D-слое ио­но­сфе­ры.