Az atomok és az ionok mikroszkopikus részecskék, amelyek magból és körülötte keringő elektronokból állnak. A részecskék közötti fő, de nem az egyetlen különbség az, hogy az ion bizonyos töltést hordoz, az atom azonban nem.
Általános információk az atomokról és az ionokról
Az atom az anyag legkisebb részecskéje, amelynek minden tulajdonsága van. Az atom sugarat pikométerben (méterben) mérik. Az atom elektromos szempontból semleges, vagyis egy töltés nélküli szerkezet, amely magból és körülötte forgó elektronokból áll. Egy atommag protonokból és neutronokból áll, amelyeket szubatomi részecskéknek is hívnak. A proton pozitív töltéssel rendelkezik, modulo megegyezik az elektron töltésével. A neutronoknak nincs töltése. Az atomban levő elektronok száma megegyezik a magban levő protonok számával, ami az atom egészét elektromos szempontból semlegesvé teszi.
atom
Az ion nem elemi részecske, amely pozitív vagy negatív töltést hordoz. Iont nyerünk egy elektron leválasztásának vagy egy atomhoz vagy atomcsoporthoz történő kapcsolódásának folyamatában. A negatív töltésű iont (egy atom fölöslegű elektronokkal) anionnak nevezzük, a pozitív töltésű iont (egy atom, amelynek nincs elektronja) kationnak nevezzük..
ionok
Hogyan alakul ki az ionok?
Az atomból egy ion képződik az úgynevezett eljárásban ionizálás. Kation képződik, amikor egy atomban lévő elektron ionizációs energiát kap, ami lehetőséget ad arra, hogy legyőzze a potenciális akadályt, és elmozdul az atomtól, legyőzve az elektrosztatikus vonzerő erőit. Az anionok képződésének folyamata az energia felszabadulásával történik, amikor egy atom egy további elektronot vesz fel.
Az ionizáció előfordulhat a hőmérséklet-emelkedés, az elektromos mezőnek való kitettség, a röntgen sugárzás vagy a világítás miatt.
Gázionizáció
Egyes atomok nem képeznek negatív ionokat. Például, a teljesen beépített külső elektronikus szint következtében fellépő inert gázok nem tudnak újabb elektronokat csatlakoztatni. Az inert gázok normál körülmények között nem reagálnak más anyagokkal. Az inert gázok ionizációs energiája nagyon magas, összehasonlítva más kémiai elemek atomjaival - 10,8 eV radonról 24,6 eV héliumra. Az ionizációs energia annyira fontos, hogy az inert gázionok képződése bonyolult.Az összes alkálifém (rubium, nátrium, kálium, lítium, cézium, Franciaország) jó redukálószerek, azaz könnyen elektronokat adnak más atomokhoz, pozitív töltésű ionokká alakulva. Ennek oka az alacsony ionizációs energia - akár 5 eV. Franciaország a legerősebb redukálószer. Ennek az elemnek az atomjai könnyebben bocsátanak ki elektronokat, mint mások, a nagyon alacsony ionizációs energia miatt. Az alkálifémeknek csak egy vegyérték-elektronuk van, és könnyebb odaadni, mint hét elektron csatlakoztatása az energiaszint teljesítéséhez. Az alkálifémek pozitív töltésű ionokká válhatnak egyszerűen a fény hatására.
A hidrogénnek hasonló tulajdonsága van. Atomjának egyetlen elektronja van, és könnyen feladja, és kationt képez.
A halogének - fluor, bróm, jód, klór és asztatin (azok az elemek, amelyek a periódusos rendszer 7. csoportjának fő alcsoportjában vannak) nagy elektronegativitással bírnak - az a tulajdonság, hogy a vegyület közös elektronpárjait eltolják. Könnyen anionokat képeznek, mivel a külső szinten már 7 elektron van, és csak egy hiányzik a szint teljesítéséhez. A bróm, a klór, a jódat és az asztatint több elektronegatív elemmel érintkezve negatív és pozitív ionokat képezhetnek. A fluor soha nem hoz létre pozitív ionokat, mivel a legnagyobb elektronegativitású elem és magas ionizációs energiája van.
Mi a közös egy atomnak és egy ionnak??
Ugyanazon elem atomja és ionja azonos számú protonokkal és neutronokkal rendelkezik a magban.
Az iont ugyanolyan szimbólum jelzi, mint a periódusos rendszer megfelelő vegyi elemét, csak a töltési értéket jelöli a jobb oldalon.
Különbségek egy atom és egy ion között
Az atom és az ion közötti fő különbség az, hogy az ion töltött részecske és az atom nem töltött.
Ugyanezen elem atomja és ionja tömegében is különbözik az elektronok számának különbsége miatt. A kation kisebb tömegű, mint ugyanazon elem atomjának, és az anion nagyobb. Az atom és az ion tömege közötti különbség az elektron tömegének szorzata.
Az atomoktól eltérően az ionok nem rendelkeznek egyszerű anyag tulajdonságaival. Erre példa a jódkristályok, amelyek sötétkék színűek, gáz halmazállapotban lila, és ionjai színtelenek. A jód-ionok nem adnak színes reakciót keményítővel, és a kristályokkal ellentétben nem mérgezőek.
Hasonló példa - réz. Ennek a fémnek aranysárga színű, és ionjai zöld-kék színűek..
kálium - ezüst fém, amelynek atomjai aktívan reagálnak a vízzel, míg az anyag ionjai nem rendelkeznek ezzel a tulajdonsággal. Ugyanez a különbség jellemző a nátrium-atomok és -ionok tulajdonságaira.
Az ammóniával reagáltatva a hidrogénkation ammóniumiont képez. Hidrogén-molekula esetében ez a reakció nem jellemző.
Az atomok az ionokkal ellentétben önmagukban nem fordulnak elő a természetben. Kivétel csak az inert gázok, amelyek csak extrém körülmények között reagálnak más elemekkel. Ha egy ion több atomból képződik, akkor nagysága és szerkezete jelentősen különbözik az atomtól. Egy atomtól eltérően az ion nem tartozik az elemi részecskékhez.Az ionok teljes külső energiaszinttel rendelkeznek - 8 elektron rajta van. Az inert gázokon kívül más atomok nem rendelkeznek ezzel a tulajdonsággal..
