La ionizzazione, il pericolo delle radiazioni ionizzanti e il legame ionico

La ionizzazione
Il fenomeno della ionizzazione consiste nella separazione di uno o di più elettroni dagli atomi o dalle molecole di cui fanno parte, che restano di conseguenza carichi positivamente. La ionizzazione non comporta una generazione di carica elettrica netta, ma una messa a disposizione di cariche elettriche per successive ricombinazioni e reazioni all'interno della materia irraggiata. In fisica, nuclei atomici completamente ionizzati, come quelli delle particelle alfa, vengono comunemente detti particelle cariche. La ionizzazione viene eseguita solitamente tramite applicazione di alta energia agli atomi, in forma di potenziale elettrico o radiazione. Un gas ionizzato viene detto plasma. Gli ioni caricati negativamente sono conosciuti come anioni (che sono attratti dagli anodi) e quelli caricati positivamente sono chiamati cationi (e sono attratti dai catodi). Gli ioni possono essere monovalenti (indicati con un + o -), bivalenti (con due + o -) e trivalenti (con tre +). Poi gli ioni si dividono in monoatomici e poliatomici. Per atomi singoli nel vuoto, esiste una costante fisica associata al processo di ionizzazione. L'energia richiesta per rimuovere gli elettroni da un atomo è chiamata energia di ionizzazione o potenziale di ionizzazione.

Il pericolo delle radiazioni ionizzanti
Le radiazioni ionizzanti producono dei danni: in conseguenza della ionizzazione prodotta dalla radiazione si generano, all'interno delle cellule nuove, molecole o frammenti di molecole molto aggressivi dal punto di vista biochimico, in grado di danneggiare irreparabilmente a livello molecolare le strutture responsabili della funzionalità delle cellule, o dell'integrità del patrimonio genetico. Il danno può essere immediato, se la dose di radiazione è tale da inibire direttamente le funzioni della cellula e dell'organo o degli organi di cui fanno parte, oppure ritardato nel tempo, in caso di danneggiamento del patrimonio genetico della cellula. La quantità di energia della radiazione necessaria per produrre i danni, anche molto gravi, è, in termini assoluti, molto piccola: del tutto trascurabile rispetto alle energie in gioco nelle più comuni operazioni della vita quotidiana, quali il riscaldamento di un pentolino d'acqua, o l' infissione di un chiodo alla parete. Per esempio l'energia di un fascio di radiazioni ionizzanti in grado di indurre, se assorbita del corpo intero, la morte della persona irradiata entro trenta giorni con una probabilità del 50% ( un effetto dunque della massima gravità) produrrebbe, se completamente convertita in energia termica, un innalzamento della temperatura del corpo di un millesimo di grado centigrado, del tutto trascurabile. In confronto, la soglia fisiologica per l'insorgenza di effetti dovuti a riscaldamento da parte di radiazioni non ionizzanti ( onde radio, microonde, ...) è di 1 °C di aumento di temperatura del corpo o della parte interessata dall'irradiazione. Dunque, la pericolosità delle radiazioni ionizzanti non è dovuta ad un loro contenuto energetico elevato in termini assoluti, ma all'estrema efficacia distruttiva della loro azione nei confronti della struttura molecolare organizzata della materia vivente.

Il legame ionico
Il legame ionico è un tipo di legame che può instaurarsi solo tra atomi diversi.
Sappiamo che molti atomi possono diventare ioni, per acquisto o perdita di elettroni:
alcuni, che hanno bassa energia di ionizzazione, possono dare facilmente cationi perdendo un certo numero di elettroni ed assumendo così un equivalente numero di cariche positive.
Altri, con alta affinità elettronica, possono dare anioni accettando un certo numero di elettroni ed assumendo così un equivalente numero di cariche negative. Anioni e cationi si attraggono per interazione elettrostatica: questa interazione si chiama legame ionico. Tutti gli atomi del 1°, 2° e 3° gruppo creano legami ionici ad eccezione dell'idrogeno (H) che creerà il legame covalente (un legame formato da una coppia di elettroni condivisa fra due atomi) ; quindi gli elementi del 5°, 6° e 7° gruppo dovranno acquistare rispettivamente 3,2,1 elettroni; questi acquistano elettroni perchè sono atomi molto elettronegativi e cioè tendono ad attirare a se gli elettroni, mentre quelli del 1°,2°,3° gruppo per diventare stabili dovranno cedere rispettivamente 1,2,3 elettroni.
I composti ionici sono caratterizzati da elevati punti di fusione e dalla capacità di condurre elettricità allo stato fuso e in soluzione acquosa; tendono ad essere solubili in acqua e cristallizzano.