1. 이동성 :
* 작은 이온은 일반적으로 더 이동성이 더 많습니다 : 작은 이온은 주변 용매 분자 또는 결정 격자로 마찰이 적습니다. 이를 통해 매체를 통해 더 쉽게 이동하여 전도도가 증가 할 수 있습니다.
* 더 큰 이온은 더 큰 드래그를 경험합니다 : 더 큰 이온은 표면적이 더 큰 표면적을 가지므로 주변 환경과의 상호 작용이 더 커져서 항력을 증가시키고 이동성을 줄입니다.
2. 수화 :
* 작은 이온은 수화 수가 더 높습니다. 그들은 더 높은 전하 밀도를 가지며, 더 많은 용매 분자 (물과 같은)를 끌어 내고 주위에 수화 쉘을 형성합니다. 이 껍질은 이온의 유효 크기를 증가시켜 움직임을 방해합니다.
* 더 큰 이온은 수화 수가 낮다 : 그들은 전하 밀도가 낮아 용매 분자가 적습니다. 이것은 더 작은 수화 쉘과 잠재적으로 더 큰 이동성으로 이어집니다.
* 그러나 이것이 항상 그런 것은 아닙니다 : 수화 수는 이온의 전하에 의해 크게 영향을받을 수 있으며, 때로는 더 큰 이온이 더 높은 수화 수를 가질 수 있습니다.
3. 격자 구조 (고체) :
* 작은 이온은 결정 격자에 더 잘 맞습니다 : 이온 성 고체에서, 더 작은 이온은 결정 격자 내의 공간을보다 쉽게 차지할 수있다. 이것은 더 큰 이온 이동과 증가 된 전도도를 허용합니다.
* 더 큰 이온은 격자를 방해합니다 : 큰 이온은 격자의 규칙적인 구조를 방해하여 전도도가 낮아질 수 있습니다.
4. 농도 :
* 높은 농도는 전도도를 감소시킬 수 있습니다. 반 직관적 인 것처럼 보이지만 고농도에서는 이온이 서로의 움직임을 방해하여 전반적인 전도도를 줄일 수 있습니다. 이것은 이온-이온 상호 작용이 증가했기 때문입니다.
5. 온도 :
* 온도 증가는 일반적으로 전도도를 향상시킵니다. 더 높은 온도에서 이온은 더 많은 운동 에너지를 가지므로 더 자유롭게 움직여 운동에 대한 장벽을 극복 할 수 있습니다.
요약 :
더 작은 크기는 일반적으로 더 높은 이동성과 더 나은 이온 전도도로 해석되지만, 전도도에 대한 이온 크기의 영향은 간단하지 않습니다. 수화, 격자 구조, 농도 및 온도를 포함한 여러 요인의 복잡한 상호 작용입니다.
예 :
* 리튬 이온 배터리 : 리튬 이온은 작고 모바일이 많기 때문에 배터리에 사용하기에 이상적입니다.
* 나트륨 이온 배터리 : 나트륨 이온은 리튬 이온보다 크지 만 여전히 상대적으로 이동되어 있으며 배터리에 사용할 수 있습니다.
* 마그네슘 이온 배터리 : 마그네슘 이온은 나트륨 이온보다 훨씬 크기 때문에 이동성이 떨어지고 전도도가 낮아집니다.
따라서, 이온 전도도에 의존하는 특정 응용 분야에 대한 재료를 설계 할 때 이러한 모든 요소를 고려하는 것이 중요합니다.
