Ión a atóm: čo je spoločné a aký je rozdiel

Atómy a ióny sú mikroskopické častice, ktoré sa skladajú z jadra a elektrónov obiehajúcich okolo neho. Hlavný, ale nie jediný rozdiel medzi týmito časticami je, že ión nesie určitý náboj, ale atóm nie.

Všeobecné informácie o atómoch a iónoch

Atóm je najmenšia častica látky, ktorá má všetky svoje vlastnosti. Polomer atómu sa meria v pikometroch (metroch). Atóm je elektricky neutrálny, to znamená, že štruktúra nesúci náboj pozostáva z jadra a elektrónov rotujúcich okolo neho. Jadro atómu sa skladá z protónov a neutrónov, ktoré sa tiež nazývajú subatomárne častice. Protón nesie kladný náboj, ktorý je rovnako veľký ako náboj elektrónu. Neutróny nemajú žiadny náboj. Počet elektrónov v atóme zodpovedá počtu protónov v jadre, čo robí atóm ako celok elektricky neutrálnym.

Atom

Ión je ne-elementárna častica nesúca kladný alebo záporný náboj. Ión sa vytvára v procese oddeľovania alebo pripájania elektrónu k atómu alebo skupine atómov. Ión so záporným nábojom (atóm s nadbytkom elektrónov) sa nazýva anión a ión, ktorý nesie kladný náboj (atóm s nedostatkom elektrónov) sa nazýva katión.

Ióny

Ako vzniká ióny

Ión sa tvorí z atómu v procese nazývanomionizácia . Katión vzniká, keď elektrón v atóme prijíma ionizačnú energiu, ktorá mu umožňuje prekonať potenciálnu bariéru a odkloniť sa od atómu, čím prekonáva sily elektrostatickej príťažlivosti. Vzdelávací procesAnión sa vyskytuje pri uvoľnení energie, keď atóm dostane ďalší elektrón.

Ionizácia sa môže vyskytnúť v dôsledku zvýšenia teploty, vystavenia elektrickému poľu, röntgenového žiarenia alebo osvetlenia.

Ionizácia plynov

\ t
Niektoré atómy netvoria záporné ióny. Napríklad inertné plyny v dôsledku úplne dokončenej vonkajšej hladiny elektrónov nemôžu pripojiť ďalší elektrón. Inertné plyny nereagujú s inými látkami za normálnych podmienok. Ionizačná energia inertných plynov je v porovnaní s atómami iných chemických prvkov veľmi vysoká - od 10,8 eV pre radón do 24,6 eV pre hélium. Takáto veľká hodnota ionizačnej energie komplikuje tvorbu iónov inertného plynu.

Všetky alkalické kovy (rubium, sodík, draslík, lítium, cézium, Francúzsko) sú dobrými redukčnými činidlami, to znamená, že ľahko darujú elektróny iným atómom a menia sa na pozitívne nabité ióny. Toto sa deje kvôli nízkej ionizačnej energii - do 5 eV. Francius je najmocnejším reštaurátorom. Atómy tohto prvku darujú elektróny ľahšie ako iné, vďaka veľmi nízkej ionizačnej energii. Alkalické kovy majú len jeden valenčný elektrón a je ľahšie rozdávať, než pripojiť sedem elektrónov na dokončenie úrovne energie. Alkalické kovy sa môžu premeniť na pozitívne nabité ióny jednoducho vystavením svetlu.

Vodík má podobnú vlastnosť. Jeho atóm má jeden elektrón a ľahko ho oddeľuje, čím vytvára katión.

Halogény - fluór, bróm, jód, chlór a astatín (prvky, ktoré sú v hlavnej podskupine 7. skupiny periodickej tabuľky) majú vysokú elektronegativitu - vlastnosť posunu spoločných párov elektrónov v zlúčenine. Ľahko tvoria anióny, pretože na vonkajšej úrovni už majú 7 elektrónov a na dokončenie úrovne chýba len jeden. Bróm, chlór, jód a astatín môžu pri kontakte s elektronegatívnymi prvkami vytvárať negatívne aj pozitívne ióny. Fluór nikdy nevytvára kladné ióny, pretože je prvkom s najvyššou elektronegativitou a má vysokú ionizačnú energiu.

Čo je spoločné medzi atómom a iónom?

Atóm a ión toho istého prvku majú v jadre rovnaký počet protónov a neutrónov.

Ión je označený tým istým symbolom ako zodpovedajúci chemický prvok v periodickej tabuľke, na pravej strane je zobrazená len hodnota náboja.

Rozdiely medzi atómom a iónom

Hlavným rozdielom medzi atómom a iónom je, že ión je nabitá častica a atóm nie je nabitý.

Aj atóm a ión toho istého prvku sa líšia svojou hmotnosťou v dôsledku rozdielu v počte elektrónov. Katión má menšiu hmotnosť ako atóm rovnakého prvku a anión je väčší. Rozdiel medzi hmotnosťou atómu a hmotnosťou iónu je násobkom hmotnosti elektrónu.

Ióny na rozdiel od atómov nemajú vlastnosti jednoduchej látky. Príkladom sú kryštály jódu, ktoré sú v plynnom stave tmavo modré.fialové a jeho ióny sú bezfarebné. Iónové ióny nedávajú farebnú reakciu so škrobom a nie sú jedovaté, na rozdiel od kryštálov.

Podobným príkladom jemeď . Tento kov má zlato-červenú farbu a jeho ióny sú zeleno-modré.

Draslíkje strieborný kov, ktorého atómy aktívne reagujú s vodou, zatiaľ čo ióny tejto látky túto vlastnosť nemajú. Rovnaký rozdiel je charakteristický pre vlastnosti atómov a sodíkových iónov.

Vodíkový katión v reakcii s amoniakom tvorí amónny ión. Pre molekulu vodíka nie je táto reakcia typická.

Na rozdiel od iónov sa atómy nenachádzajú v prírode samé osebe. Výnimkou sú len inertné plyny, ktoré reagujú s inými prvkami len v extrémnych podmienkach. Ak je ión vytvorený z niekoľkých atómov, potom je významne odlišný od atómu vo veľkosti a štruktúre. Na rozdiel od atómu, anión nepatrí k elementárnym časticiam.

Ióny majú úplnú vonkajšiu energetickú úroveň - je na nej 8 elektrónov. Túto vlastnosť nemajú iné atómy ako inertné plyny.