Йон и атом: какво е общо и каква е разликата

Атоми и йони са микроскопични частици, които се състоят от ядро ​​и електрони, обикалящи около него. Основната, но не единствената разлика между тези частици е, че йонът носи определен заряд, но атомът не го прави.

Обща информация за атоми и йони

Атомът е най-малката частица от вещество, притежаващо всичките му свойства. Радиусът на атома се измерва в пикометри (метри). Атомът е електрически неутрален, т.е. неносеща структура, състояща се от ядро ​​и електрони, които се въртят около него. Ядрото на атома се състои от протони и неутрони, които също се наричат ​​субатомни частици. Протонът носи положителен заряд, който е равен по величина на заряда на електрона. Неутроните нямат такса. Броят на електроните в един атом съответства на броя на протоните в ядрото, което прави атома като цяло електрически неутрален.

атом

Един йон е неелементарна частица, носеща положителен или отрицателен заряд. Йон се произвежда в процеса на отделяне или прикрепване на електрона към атом или група от атоми. Йон с отрицателен заряд (атом с излишък на електрони) се нарича анион, а йон, който носи положителен заряд (атом с липса на електрони), се нарича катион.

йони

Как се образува йони

Йон се образува от атом в процес, наречен йонизация . Катионът се образува, когато електрон в атом получава йонизационна енергия, позволявайки му да преодолее потенциалната бариера и да се отдалечи от атома, преодолявайки силите на електростатичното привличане. Процесът на образуване на аниона възниква с отделянето на енергия, когато атомът получава допълнителен електрон.

Йонизация може да настъпи поради повишаване на температурата, излагане на електрическо поле, рентгеново лъчение или осветяване.

Газова йонизация

Някои атоми не образуват отрицателни йони. Например, инертни газове, дължащи се на напълно завършено външно електронно ниво, не могат да прикрепят друг електрон. Инертните газове не реагират с други вещества при нормални условия. Енергията на йонизация на инертните газове е много висока в сравнение с атомите на други химични елементи - от 10.8 eV за радон до 24.6 eV за хелий. Такава голяма стойност на йонизационната енергия усложнява образуването на йони на инертния газ.

Всички алкални метали (рубий, натрий, калий, литий, цезий, Франция) са добри редуциращи агенти, т.е. те лесно дават електрони на други атоми, превръщайки се в положително заредени йони. Това се дължи на ниската енергия на йонизация - до 5 eV. Франций е най-мощният възстановител. Атомите на този елемент даряват електрони по-лесно от други, поради много ниската йонизационна енергия. Алкалните метали имат само един валентен електрон и е по-лесно да се раздават, отколкото да се прикрепят седем електрона за завършване на енергийното ниво. Алкалните метали могат да се превърнат в положително заредени йони само чрез излагане на светлина.

Водородът има подобна собственост. Неговият атом има един електрон и лесно го отдава, образувайки катион.

Халогените - флуор, бром, йод, хлор и астатин (елементи, които са в основната подгрупа на 7-та група на периодичната таблица) имат висока електронегативност - способността да се прехвърлят към себе си общите двойки електрони в съединението. Те лесно образуват аниони, тъй като на външното ниво вече имат 7 електрона и само един липсва, за да завърши нивото. Бром, хлор, йод и астатин могат да образуват както отрицателни, така и положителни йони при контакт с повече електроотрицателни елементи. Флуорът никога не образува положителни йони, тъй като той е елемент с най-висока електронегативност и има висока йонизационна енергия.

Какво общо има един атом и йон?

Един атом и йон от един и същ елемент имат еднакъв брой протони и неутрони в ядрото.

Един йон се обозначава със същия символ като съответния химичен елемент в периодичната таблица, а отдясно е посочена само стойността на зареждане.

Разлики между атома и йона

Основната разлика между един атом и йон е, че йонът е заредена частица и атомът не е таксуван.

Също така, атомът и йонът на един и същ елемент се различават по маса, поради разликата в броя на електроните. Катионът има по-малка маса от атома на същия елемент и съответно анионът е по-голям. Разликата между масата на атома и масата на йона е кратна на масата на електрона.

Йоните, за разлика от атомите, не притежават свойствата на просто вещество. Пример за това са йодни кристали, които са тъмно сини на цвят, в газообразно състояние е пурпурно, а йоните са безцветни. Йодните йони не дават цветна реакция с нишесте и не са отровни, за разлика от кристалите.

Подобен пример е и медта . Този метал има златисто-червен цвят, а неговите йони са зелено-сини.

Калият е сребрист метал, чиито атоми реагират активно с вода, докато йоните на това вещество не притежават това свойство. Същото разграничение е характерно за свойствата на атомите и натриевите йони.

Водородният катион в реакцията с амоняк образува амониев йон. За молекула водород тази реакция не е типична.

Атомите не се срещат в природата самостоятелно, за разлика от йони. Единствените изключения са инертните газове, които реагират с други елементи само при екстремни условия. Ако йонът се образува от няколко атома, той значително се различава от атома по размер и структура. За разлика от атома, йонът не принадлежи към елементарни частици.

Йони имат пълно външно енергийно ниво - на него има 8 електрона. Никакви други атоми освен инертни газове не притежават това свойство.

Препоръчано

Какво е различно от обичайните декоративни зайци
2019
Как препоръчаното писмо се различава от ценното писмо
2019
Какво е по-добре от Renault Logan или Renault Megane: сравнение и характеристики
2019