Ioon ja aatom: mis on tavaline ja milline on erinevus

Aatomid ja ioonid on mikroskoopilised osakesed, mis koosnevad selle ümber ringlevatest tuumast ja elektronidest. Peamine, kuid mitte ainus erinevus nende osakeste vahel on see, et ioon kannab teatud laengut, kuid aatom seda ei tee.

Üldine teave aatomite ja ioonide kohta

Aatom on selle aine väikseim osake, millel on kõik selle omadused. Aatomi raadius mõõdetakse pikomeetrites (meetrites). Aatom on elektriliselt neutraalne, st mitte-laengu kandev struktuur, mis koosneb tuumast ja selle ümber pöörlevast elektronist. Aatomi tuum koosneb prootonitest ja neutronitest, mida nimetatakse ka subatoomilisteks osakesteks. Prooton kannab positiivset laengut, mis on suurel määral võrdne elektroni laenguga. Neutronitel puudub tasu. Aatomites olevate elektronide arv vastab tuumas olevate prootonite arvule, mis muudab aatomi tervikuna elektriliselt neutraalseks.

Atom

Ioon on mitte-elementaarne osake, millel on positiivne või negatiivne laeng. Ioon toodetakse elektroni aatomi või aatomite rühma eraldamise või kinnitamise protsessis. Negatiivse laenguga ioon (aatom koos elektronide liigiga) nimetatakse aniooniks ja iooni, mis kannab positiivset laengut (elektronide puudumisega aatomit), nimetatakse katiooniks.

Joona

Kuidas ioonide moodustumine

Ioon on moodustatud aatomist protsessis, mida nimetatakse ionisatsiooniks . Katioon moodustub siis, kui aatomis olev elektron võtab ioniseerimisenergiat, mis võimaldab tal ületada potentsiaalse barjääri ja liigub aatomist eemale, ületades elektrostaatilise tõmbejõudu. Aniooni moodustumise protsess toimub energia vabastamisega, kui aatom saab täiendava elektroni.

Ioniseerimine võib toimuda temperatuuri tõusu, elektriväljaga kokkupuute, röntgenikiirguse või valgustuse tõttu.

Gaasi ionisatsioon

Mõned aatomid ei moodusta negatiivseid ioone. Näiteks ei saa täielikult lõpetatud välise elektroni taseme tõttu inertsed gaasid teise elektroni kinnitada. Inertsed gaasid ei reageeri normaalsetes tingimustes teiste ainetega. Inertsete gaaside ionisatsioonienergia on väga kõrge võrreldes teiste keemiliste elementide aatomitega - 10, 8 eV radoonist kuni 24, 6 eV heeliumi puhul. Selline ionisatsioonienergia suur väärtus raskendab inertsete gaasioonide moodustumist.

Kõik leelismetallid (rubium, naatrium, kaalium, liitium, tseesium, Prantsusmaa) on head redutseerijad, see tähendab, et nad annavad lihtsalt elektronid teistele aatomitele, muutudes positiivselt laetud ioonideks. See juhtub madala ionisatsioonienergia tõttu - kuni 5 eV. Francius on kõige võimsam restaureerija. Selle elemendi aatomid annetavad elektronid kergemini kui teised, tänu väga madalale ionisatsioonienergiale. Leelismetallidel on ainult üks valentselektron, ja seda on lihtsam ära anda kui seitsme elektroni lisamine energia taseme saavutamiseks. Leelismetallid võivad valguse mõjul muutuda positiivselt laetud ioonideks.

Vesinikul on sarnane omadus. Tema aatomil on üks elektron ja see annab selle kergesti ära, moodustades katiooni.

Halogeenidel - fluoril, broomil, joodil, klooril ja astatiinil (elemendid, mis on perioodilise tabeli seitsmenda rühma põhirühmas) on kõrge elektronegatiivsus - võime ise ühendada ühendis tavapäraseid elektronide paare. Nad moodustavad kergesti anioone, sest välisel tasandil on neil juba 7 elektroni ja taseme täitmiseks on ainult üks. Bromi, kloori, joodi ja astatiini võib kontakteerumisel rohkem elektroegatiivsete elementidega moodustada nii negatiivseid kui ka positiivseid ioone. Fluoriin ei moodusta kunagi positiivseid ioone, kuna see on kõrgeima elektronegatiivsusega element, millel on kõrge ionisatsioonienergia.

Mida on aatomil ja ioonil ühine?

Aatomil ja sama elemendi ioonil on tuumas sama palju prootoneid ja neutrone.

Iooni tähistatakse sama sümboliga kui perioodilise tabeli vastav keemiline element, paremal on näidatud ainult laengu väärtus.

Aatomi ja iooni vahelised erinevused

Peamine erinevus aatomi ja iooni vahel on see, et ioon on laetud osakest ja aatom ei ole laetud.

Samuti erineb sama elemendi aatom ja ioon masside erinevuse tõttu elektronide arvu poolest. Katioonil on väiksem mass kui sama elemendi aatomil ja anioon on suurem. Aatomimassi ja iooni massi vahe on elektronmassi kordaja.

Ioonidel, erinevalt aatomitest, ei ole lihtsa aine omadusi. Selle näiteks on joodi kristallid, mis on tumedat värvi, gaasilises olekus lilla ja selle ioonid on värvitu. Joodi ioonid ei anna värvi reaktsiooni tärklisega ega ole mürgised, erinevalt kristallidest.

Sarnane näide on vask . See metallist on kuldpunane värv ja selle ioonid on rohelised.

Kaalium on hõbedane metall, mille aatomid reageerivad veega aktiivselt, samas kui selle aine ioonid ei oma seda omadust. Sama eristamine on iseloomulik aatomite ja naatriumioonide omadustele.

Reaktsioonis ammoniaagiga moodustab vesiniku katioon ammooniumiooni. Vesiniku molekuli puhul ei ole see reaktsioon tüüpiline.

Aatomid ei esine looduses iseenesest, erinevalt ioonidest. Ainus erand on inertsed gaasid, mis reageerivad teiste elementidega ainult äärmuslikes tingimustes. Kui ioon on moodustatud mitmest aatomist, erineb see oluliselt suurusest ja struktuurist pärinevast aatomist. Erinevalt aatomist ei kuulu ioon elementaarosakestesse.

Ioonidel on täielik välise energia tase - sellel on 8 elektroni. Sellel omadusel ei ole ühtegi muud aatomit peale inertsete gaaside.

Soovitatav

Atsts ja Fluimutsil: kuidas nad erinevad ja mis on parem
2019
Tasuta, ühendatud ja tavaline T4 - mis on erinevus?
2019
Mis eristab Uut Testamenti, Vana Testamendi ja evangeeliumi
2019