Atomi i ioni su mikroskopske čestice koje se sastoje od jezgre i elektrona koji kruže oko nje. Glavna, ali ne jedina razlika tih čestica je u tome što ion nosi određeni naboj, ali atom to ne čini.
Opće informacije o atomima i ionima
Atom je najmanja čestica tvari koja ima sva svoja svojstva. Polumjer atoma mjeri se u pikometrima (metrima). Atom je električno neutralan, tj. Neiscrpna struktura koja se sastoji od jezgre i elektrona koji se okreću oko njega. Jezgro atoma sastoji se od protona i neutrona koji se nazivaju i subatomskim česticama. Proton nosi pozitivan naboj, modul jednak naelektrisanju elektrona. Neutroni nemaju naboje. Broj elektrona u atomu odgovara broju protona u jezgri, zbog čega je atom u cjelini električno neutralan.
atom
Ion je ne-elementarna čestica koja nosi pozitivan ili negativan naboj. Dobiva se ion u procesu odvajanja ili vezivanja elektrona na atomu ili grupi atoma. Ion s negativnim nabojem (atom s viškom elektrona) naziva se anionom, a ion s pozitivnim nabojem (atom s nedostatkom elektrona) naziva se kationom.
ioni
Kako nastaje stvaranje iona
Ion nastaje iz atoma u procesu zvanom ionizacija. Kation nastaje kada jedan elektron u atomu primi ionizacijsku energiju, što mu daje priliku da savlada potencijalnu barijeru i odmakne se od atoma, nadvladavajući sile elektrostatičke privlačnosti. Proces stvaranja aniona događa se oslobađanjem energije kada atom primi dodatni elektron.
Ionizacija se može dogoditi zbog porasta temperature, izloženosti električnom polju, rendgenskom zračenju ili rasvjeti.
Ionizacija plina
Neki atomi ne tvore negativne ione. Na primjer, inertni plinovi zbog potpuno dovršene vanjske elektroničke razine ne mogu spojiti drugi elektron. Inertni plinovi u normalnim uvjetima ne reagiraju s drugim tvarima. Energija ionizacije inertnih plinova vrlo je visoka, u usporedbi s atomima drugih kemijskih elemenata - od 10,8 eV za radon do 24,6 eV za helij. Energija ionizacije toliko je važna da se stvaranje iona inertnog plina usložnjava.Svi alkalijski metali (rubij, natrij, kalij, litij, cezij, Francuska) dobra su reducirajuća sredstva, tj. Lako daju elektrone drugim atomima, pretvarajući se u iona s pozitivnim nabojem. To se događa zbog male energije ionizacije - do 5 eV. Francuska je najjače redukcijsko sredstvo. Atomi ovog elementa daju elektrone lakše nego drugima, zbog vrlo male energije ionizacije. Alkalijski metali imaju samo jedan valentni elektron i lakše ih je izdati nego spojiti sedam elektrona kako biste dovršili razinu energije. Alkalni metali mogu se jednostavno izlaganjem svjetlu pretvoriti u pozitivno nabijene ione.
Vodonik ima slično svojstvo. Njegov atom ima jedan elektron i lako ga se predaje, tvoreći kation.
Halogeni - fluor, brom, jod, klor i astatin (elementi koji su u glavnoj podskupini 7. grupe periodičke tablice) imaju visoku elektronegativnost - svojstvo izmjene zajedničkih elektronskih parova u spoju. Lako formiraju anione, jer na vanjskoj razini već imaju 7 elektrona, a samo jedan im nedostaje da dovrši razinu. Brom, klor, jod i astatin mogu stvoriti i negativne i pozitivne ione nakon dodira s više elektronegativnih elemenata. Fluor nikada ne tvori pozitivne ione, jer je element s najvećom elektronegativnošću i ima visoku ionizacijsku energiju.
Što zajednički ima atom i ion?
Atom i ion istog elementa imaju isti broj protona i neutrona u jezgri.
Ion je označen istim simbolom kao i odgovarajući kemijski element u periodičnoj tablici, samo je vrijednost naboja označena s desne strane.
Razlike između atoma i iona
Glavna razlika između atoma i iona je u tome što je ion napunjena čestica, a atom nije nabijen.
Također, atom i ion istog elementa razlikuju se u masi zbog razlike u broju elektrona. Kation ima manju masu od atoma istog elementa, a anion je veći. Razlika između mase atoma i mase iona višestruka je mase elektrona.
Ioni, za razliku od atoma, nemaju svojstva jednostavne tvari. Primjer za to su jodni kristali koji imaju tamno plavu boju, u plinovitom su stanju ljubičasti, a njeni ioni bezbojni. Jodni ioni ne daju reakciju boje škrobom i nisu toksični, za razliku od kristala.
Sličan primjer - bakar. Ovaj metal ima zlatno crvenu boju, a njegovi ioni su zeleno-plavi..
kalij - metal srebra čiji atomi aktivno reagiraju s vodom, dok ioni ove tvari nemaju to svojstvo. Ista je razlika karakteristična za svojstva atoma i iona natrija.
Kation vodika u reakciji s amonijakom tvori amonijev ion. Za molekulu vodika takva reakcija nije karakteristična.
Atomi se u prirodi ne pojavljuju sami, za razliku od iona. Izuzetak su samo inertni plinovi koji reagiraju s drugim elementima samo u ekstremnim uvjetima. Ako je ion stvoren iz više atoma, tada se on značajno razlikuje od atoma u veličini i strukturi. Za razliku od atoma, ion ne pripada elementarnim česticama.Ioni imaju potpunu razinu vanjske energije - na njemu je 8 elektrona. Nema drugih atoma osim inertnih plinova..
