Jonu un atomu: kas ir kopīgs un kāda ir atšķirība

Atomi un joni ir mikroskopiskas daļiņas, kas sastāv no kodola un elektroniem, kas ap to apkārt orbītā. Galvenā, bet ne vienīgā atšķirība starp šīm daļiņām ir tā, ka jonam piemīt zināma lādiņa, bet atoms nav.

Vispārīga informācija par atomiem un joniem

Atoms ir mazākās daļiņas no vielām, kurām piemīt visas tās īpašības. Atomu rādiuss tiek mērīts pikometros (metros). Atoms ir elektriski neitrāls, tas ir, neuzlādējoša struktūra, kas sastāv no kodola un elektroniem, kas rotē ap to. Atoma kodols sastāv no protoniem un neitroniem, ko sauc arī par subatomiskām daļiņām. Protonā ir pozitīvs lādiņš, kas lielā mērā ir vienāds ar elektrona uzlādi. Neitrāli nav maksas. Elektronu skaits atomā atbilst protonu skaitam kodolā, kas padara atomu kopumā elektriski neitrālu.

Atom

Jonu veido ne-elementāra daļiņa ar pozitīvu vai negatīvu lādiņu. Jonu iegūst, atdalot vai pievienojot elektronu atoms vai atomu grupa. Jonu ar negatīvu lādiņu (atomu ar elektronu pārpalikumu) sauc par anjonu, un jonu, kam piemīt pozitīvs lādiņš (atoms ar elektronu trūkumu), sauc par katjonu.

Jona

Kā notiek jonu veidošanās

Jonu veido jonu process, ko sauc par jonizāciju . Kationu veido, kad atoms saņem elektronu jonu enerģiju, ļaujot tai pārvarēt potenciālu barjeru un virzīties prom no atoma, pārvarot elektrostatiskās piesaistes spēkus. Anjona veidošanās process notiek ar enerģijas atbrīvošanu, kad atoms saņem papildu elektronu.

Jonizācija var notikt temperatūras paaugstināšanās, elektriskā lauka iedarbības, rentgena starojuma vai apgaismojuma dēļ.

Gāzes jonizācija

Daži atomi neveido negatīvus jonus. Piemēram, inertās gāzes, kas radušās pilnīgi pabeigta ārējā elektronu līmeņa dēļ, nevar pievienot citu elektronu. Inertās gāzes normālos apstākļos nereaģē ar citām vielām. Inertu gāzu jonizācijas enerģija ir ļoti augsta, salīdzinot ar citu ķīmisko elementu atomiem - no 10, 8 eV radonam līdz 24, 6 eV hēlijam. Šāda liela jonizācijas enerģijas vērtība sarežģī inertu gāzu jonu veidošanos.

Visi sārmu metāli (rubijs, nātrijs, kālijs, litijs, cēzijs, Francija) ir labi reduktori, tas ir, tie viegli dod elektronus citiem atomiem, pārvēršoties par pozitīvi uzlādētiem joniem. Tas notiek sakarā ar zemo jonizācijas enerģiju - līdz 5 eV. Francius ir visspēcīgākais restaurators. Šī elementa atomi ziedo elektronus vieglāk nekā citi, pateicoties ļoti zemajai jonizācijas enerģijai. Sārmu metāliem ir tikai viens valences elektrons, un ir vieglāk atdot nekā pievienot septiņus elektronus, lai pabeigtu enerģijas līmeni. Sārmu metāli var pārvērsties pozitīvi uzlādētos jonos, vienkārši iedarbojoties uz gaismu.

Ūdeņradim ir līdzīgs īpašums. Viņa atomam ir viens elektrons un tas viegli atdod to, veidojot katjonu.

Halogēniem - fluoram, bromam, jodam, hloram un astatīnam (elementi, kas ir periodiskās tabulas 7. grupas galvenajā apakšgrupā) ir augsts elektronegativitāte - spēja pāriet uz kopējiem elektronu pāriem. Viņi viegli veido anjonus, jo ārējā līmenī viņiem jau ir 7 elektroni, un tikai viens trūkst, lai pabeigtu līmeni. Bromam, hloram, jodam un astatīnam var rasties gan negatīvi, gan pozitīvi joni, saskaroties ar vairāk elektronegatīviem elementiem. Fluoram nekad nav pozitīvu jonu, jo tas ir elements ar visaugstāko elektronegativitāti un tam ir augsta jonizācijas enerģija.

Kas ir atoms un jonam kopīgs?

Tāda paša elementa atoms un jonam ir tāds pats protonu un neitronu skaits kodolā.

Jonu apzīmē ar tādu pašu simbolu kā atbilstošo ķīmisko elementu periodiskajā tabulā, tikai labajā pusē ir norādīta tikai uzlādes vērtība.

Atšķirības starp atomu un jonu

Galvenā atšķirība starp atomu un jonu ir tā, ka jonu veido uzlādēta daļiņa, un atoms nav uzlādēts.

Arī tā paša elementa atoms un jonu masa atšķiras elektronu skaita atšķirību dēļ. Katjonam ir mazāka masa nekā tā paša elementa atoms, un anjons ir lielāks. Atšķirība starp atoma masu un jonu masu ir elektronu masas reizinājums.

Joniem, atšķirībā no atomiem, nav vienkāršas vielas īpašības. Piemērs tam ir joda kristāli, kas ir tumši zilā krāsā, gāzveida stāvoklī, tas ir violets, un tā joni ir bezkrāsaini. Joda joni nedod krāsu reakciju ar cieti un nav indīgi, atšķirībā no kristāliem.

Līdzīgs piemērs ir varš . Šim metālam ir zeltaini sarkana krāsa, un tās joni ir zili zili.

Kālijs ir sudrabots metāls, kura atomi aktīvi reaģē ar ūdeni, bet šīs vielas joniem šī īpašība nav. Tāda pati atšķirība ir raksturīga atomu un nātrija jonu īpašībām.

Ūdeņraža katjons reakcijā ar amonjaku veido amonija jonu. Ūdeņraža molekulai šī reakcija nav tipiska.

Atomi atšķirībā no joniem nerodas dabā. Vienīgie izņēmumi ir inertās gāzes, kas reaģē ar citiem elementiem tikai ārkārtējos apstākļos. Ja jonu veido vairāki atomi, tad tas būtiski atšķiras no atoma lieluma un struktūras. Atšķirībā no atoma, jonu nepieder elementārajām daļiņām.

Joniem ir pilnīgs ārējais enerģijas līmenis - tajā ir 8 elektroni. Šim īpašumam nav atomu, kas nav inertas gāzes.

Ieteicams

Omez un omeprazols: kas ir labāks un kāda ir atšķirība
2019
Kā labāk un drošāk darīt FGD caur degunu vai muti?
2019
Kurš rīks ir labāks un efektīvāks nekā Grippferon vai Anaferon?
2019