Ion in atom: kaj je skupno in kakšna je razlika

Atomi in ioni so mikroskopski delci, ki so sestavljeni iz jedra in elektronov, ki krožijo okoli njega. Glavna, vendar ne edina, razlika med temi delci je, da ion nosi določeno naboje, atom pa ne.

Splošne informacije o atomih in ionih

Atom je najmanjši del snovi, ki ima vse svoje lastnosti. Polmer atoma se meri v pikometrih (metrih). Atom je električno nevtralen, to je struktura, ki ne nosi polnjenje in je sestavljena iz jedra in elektronov, ki se vrtijo okoli njega. Jedro atoma je sestavljeno iz protonov in nevtronov, ki se imenujejo tudi subatomski delci. Proton nosi pozitivni naboj, modulo naboj elektrona. Nevtroni so brezplačni. Število elektronov v atomu ustreza številu protonov v jedru, zaradi česar je atom kot celota električno nevtralen.

Atom

Ion je ne-elementni delec, ki nosi pozitivni ali negativni naboj. Ion se proizvaja v procesu ločevanja ali pritrjevanja elektrona na atom ali skupino atomov. Ion z negativnim nabojem (atom s presežkom elektronov) se imenuje anion, ion, ki nosi pozitivni naboj (atom z pomanjkanjem elektronov), pa imenujemo kation.

Jonah

Kako nastajajo ioni

Ion nastane iz atoma v procesu, ki se imenuje ionizacija . Kation nastane, ko elektron v atomu dobi ionizacijsko energijo, ki ji omogoča premagovanje potencialne pregrade in odmik od atoma, premagovanje sil elektrostatične privlačnosti. Proces nastajanja aniona se pojavi z sproščanjem energije, ko atom prejme dodaten elektron.

Do ionizacije lahko pride zaradi povišanja temperature, izpostavljenosti električnemu polju, rentgenskega sevanja ali osvetlitve.

Ionizacija plina

Nekateri atomi ne tvorijo negativnih ionov. Na primer, inertni plini zaradi popolnoma dokončanega zunanjega elektronskega nivoja ne morejo pripeti drugega elektrona. Inertni plini pri normalnih pogojih ne reagirajo z drugimi snovmi. Energija ionizacije inertnih plinov je zelo visoka v primerjavi z atomi drugih kemijskih elementov - od 10, 8 eV za radon do 24, 6 eV za helij. Tako velika vrednost ionizacijske energije otežuje nastajanje ionov inertnega plina.

Vse alkalijske kovine (rubium, natrij, kalij, litij, cezij, Francija) so dobri reducenti, to pomeni, da zlahka dajo elektrone drugim atomom in se spremenijo v pozitivno nabite ione. To se zgodi zaradi nizke ionizacijske energije - do 5 eV. Francius je najmočnejši obnovitelj. Atomi tega elementa zaradi zelo nizke ionizacijske energije lažje dajejo elektrone kot drugi. Alkalijske kovine imajo samo en valenčni elektron in lažje je oddati, kot pa pritrditi sedem elektronov za dokončanje energetske ravni. Alkalne kovine se lahko spremenijo v pozitivno nabite ione samo z izpostavljenostjo svetlobi.

Vodik ima podobno lastnost. Njegov atom ima en sam elektron in ga z lahkoto oddaja in tvori kation.

Halogeni - fluor, brom, jod, klor in astat (elementi, ki so v glavni podskupini 7. skupine periodnega sistema) imajo visoko elektronegativnost - zmožnost, da se premaknejo k skupnim elektronskim parom v spojini. Z lahkoto tvorijo anione, ker na zunanji ravni že imajo 7 elektronov, manjka pa le eden za dokončanje nivoja. Brom, klor, jod in astatin lahko tvorijo tako negativne kot pozitivne ione ob stiku z več elektronegativnimi elementi. Fluor nikoli ne tvori pozitivnih ionov, ker je element z najvišjo elektronegativnostjo in ima visoko ionizacijsko energijo.

Kaj imata skupni atom in ion?

Atom in ion istega elementa imata enako število protonov in nevtronov v jedru.

Ion je označen z istim simbolom kot ustrezni kemični element v periodnem sistemu, na desni je prikazana samo vrednost polnjenja.

Razlike med atomom in ionom

Glavna razlika med atomom in ionom je v tem, da je ion nabit delec, atom pa ni nabit.

Tudi atom in ion istega elementa se razlikujeta v masi zaradi razlike v številu elektronov. Kation ima manjšo maso kot atom istega elementa, anion pa je večji. Razlika med maso atoma in maso iona je mnogokratnik mase elektrona.

Ioni, za razliko od atomov, nimajo lastnosti preproste snovi. Primer tega so kristali joda, ki so temno modre barve, v plinastem stanju je vijolična, njeni ioni pa so brezbarvni. Jodovi ioni ne dajejo barvne reakcije s škrobom in niso strupeni, za razliko od kristalov.

Podoben primer je baker . Ta kovina ima zlato-rdečo barvo, njeni ioni pa so zeleno-modri.

Kalij je srebrna kovina, katere atomi aktivno reagirajo z vodo, medtem ko ioni te snovi nimajo te lastnosti. Isto razlikovanje je značilno za lastnosti atomov in natrijevih ionov.

Vodikov kation v reakciji z amoniakom tvori amonijev ion. Za molekulo vodika ta reakcija ni tipična.

Atomi se v naravi ne pojavljajo sami, za razliko od ionov. Edina izjema so inertni plini, ki reagirajo z drugimi elementi le v ekstremnih pogojih. Če je ion tvorjen iz več atomov, potem se znatno razlikuje od atoma po velikosti in strukturi. Za razliko od atoma ion ne pripada elementarnim delcem.

Ioni imajo popolno zunanjo raven energije - na njej je 8 elektronov. Noben drug atom razen inertnih plinov nima te lastnosti.

Priporočena

Kako se preprost stavek razlikuje od kompleksnega?
2019
Kakšno zdravilo je boljše kot Rinza ali Kagocel?
2019
Katero zdravilo je boljše in bolj učinkovito kot zdravilo Traumel C ali Troxevasin?
2019