مایع یونی

ساختار شیمیایی ۱-بوتیل -۳-متیل ایمیدازولیوم هگزا فلوروفسفات ([BMIM]PF6), یک مایع یونی
پیشنهاد ساختار یک مایع یونی بر پایه imidazolium

یک مایع یونی Ionic Liquid که به اختصار (IL) نامیده می‌شود یک نمک در حالت مایع است. در برخی از متون اشاره شده‌است به نمک‌هایی که نقطه ذوب آن‌ها زیر حد متوسط و کمتر از ۱۰۰ درجه سلسیوس (۲۱۲ درجه فارنهایت) باشد. در حالی که مایعات عادی مانند آب و بنزین عمدتاً از ساختار الکتریکی خنثی ساخته شده‌اند، مولکولهای مایعات یونی تا حد زیادی از یونها و جفت یونهای عمرکوتاه تشکیل شده‌اند. در زمانهای مختلف این مواد به نامهای: مایعات الکترولیتی، مذاب یونی، سیالات یونی، نمکهای مذاب، مایعات نمکی، یا شیشه‌های یونی، نامیده شدند.[۱][۲][۳]

مایعات یونی به عنوان موادی که دارای بسیاری از کاربردهای بالقوه هستند وصف شده‌اند. آن‌ها حلال‌های قدرتمند و مایعات هدایت الکتریکی (الکترولیتها) هستند. نمک‌هایی که در دمای نزدیک به دمای محیط مایع هستند برای کاربردهای باتری بسیار مهم هستند و به علت فشار بخار بسیار کم خود، به عنوان سیلانت یا پرکننده شناخته شده‌اند.

هر نمکی که بدون تجزیه یا تبخیر، ذوب می‌شود معمولاً یک مایع یونی ایجاد می‌کند. به عنوان مثال، کلرید سدیم (NaCl) در دمای ۸۰۱ درجه سانتی گراد (۱٬۴۷۴ درجه فارنهایت) به یک مایع که عمدتاً از کاتیونهای سدیم (+Na) و آنیونهای کلراید (-Cl) تبدیل و در مقابل، هنگامی که یک مایع یونی سرد می‌شود، عموماً جامد یونی را تشکیل می‌دهد که ممکن است به صورت کریستالی یا شیشه ای باشد.

پیوند یونی معمولاً قوی تر از نیروهای واندروالس موجود بین مولکول‌های مایعات عادی است. به همین دلیل، نمکهای معمولی در دمای بالاتر از سایر مولکولهای جامد ذوب می‌شوند. بعضی از نمکهای مایع در دمای اتاق یا کمتر از آن قرار دارند. نمونه‌هایی شامل ترکیبات بر پایه کاتیون (۱-اتیل-۳-متیل ایمیدازولیوم) یا (EMIM) و شامل: EMIM:Cl , EMIM diciyanamide، و

که ذوب آن در -۲۱ درجه سانتی گراد (-۶ درجه فارنهایت) بوده[۱] و ۱-بوتیل-۳،5-dimethylpyridinium bromide که در زیر -۲۴ درجه سانتیگراد (-۱۱ درجه فارنهایت) به یک شیشه تبدیل می‌شود.[۲]

دمای پایین مایعات یونی را می‌توان در مقایسه با یونی راه حلمایعات که شامل هر دو یون و مولکول‌های خنثی و به‌طور خاص به اصطلاح عمیق یوتکتیک حلالهای مخلوط یونی و غیر یونی جامد مواد است که بسیار پایین‌تر ذوب امتیاز از ترکیبات خالص. برخی از مخلوط نیترات املاح می‌تواند نقطه ذوب کمتر از 100 °C.خطای یادکرد: برچسب <ref> غیرمجاز؛ یادکردهای بدون محتوا باید نام داشته باشند. ().

اصطلاح «مایع یونی» در مفهوم کلی در اوایل سال ۱۹۴۳ مورداستفاده قرار گرفت.[۳]

هنگامی که مورچه‌های آتش زا (Solenopsis invicta) در مبارزه با مورچه‌های دیوانه تونی (Nylanderia fulva)، آن‌ها را با یک سم، لیپوفیل، مبتنی بر آلکالوئید تحت اسپری قرار می‌دهند، مورچه دیوانه تاونی آن سم را، با اسید فرمیک خود، جذب می‌کند، اقدامی که سم آتش سوزان را از بین می‌برد. سموم مخلوط به صورت شیمیایی با یک دیگر واکنش می‌دهند تا یک مایع یونی ایجاد شود، این به عنوان اولین واکنش طبیعی حصول مایع یونی شرح داده شده‌است.

ساختار مایعات­ یونی

ساختار مولکولی مایعات یونی متشکل از کاتیون­ها و آنیون­های مختلف است. معمولاً نقش کاتیون  را یک ترکیب آلی حجیم (با بار مثبت) بازی می­کند اما در بسیاری از موارد آنیون­ها از لحاظ اندازه کوچک­تر از کاتیون­ها بوده و ساختار آن‌ها معدنی است. به دلیل تفاوت اندازه بین آنیون­ها و کاتیون، پیوند میان دو جزءتشکیل دهنده مایعات یونی ضعیف بوده و این ترکیبات در دمای زیر 100 درجه سانتی­گراد به صورت مایع وجود دارند. در یک قیاس ساختاری، ساختار مایعات یونی مانند ساختار نمک طعام بوده (از نظر نوع یون­ها و ماهیت بار­ها)  ولی نمک طعام به علت پیوند قوی بین کاتیون و آنیون آن (شباهت بالای آنیون و کاتیون از نظر اندازه، بار و ماهیت) ساختار بلورین مستحکم دارد و در دمای 800 درجه سانتی­گراد به صورت مذاب در می­آید.

زبان های دیگر
български: Йонна течност
English: Ionic liquid
français: Liquide ionique
italiano: Liquidi ionici
日本語: イオン液体
Nederlands: Ionische vloeistof
polski: Ciecz jonowa
português: Líquido iônico
română: Lichid ionic
svenska: Jonvätska
Türkçe: İyonik sıvı
українська: Іонна рідина
中文: 离子液体