Atómy a ióny sú mikroskopické častice, ktoré pozostávajú z jadra a elektrónov obiehajúcich okolo neho. Hlavným, nie však jediným rozdielom 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 picometroch (metroch). Atóm je elektricky neutrálna, to znamená štruktúra bez náboja pozostávajúca z jadra a elektrónov rotujúcich okolo neho. Jadro atómu pozostáva z protónov a neutrónov, ktoré sa tiež nazývajú subatomárne častice. Protón nesie kladný náboj, modulo sa rovná náboju elektrónu. Neutróny nemajú žiadny poplatok. Počet elektrónov v atóme zodpovedá počtu protónov v jadre, vďaka ktorým je atóm ako celok elektricky neutrálny.
atóm
Ión je neelementárna častica, ktorá nesie kladný alebo záporný náboj. Ión sa získava v procese oddeľovania alebo pripájania elektrónu k atómu alebo skupine atómov. Ión s negatívnym nábojom (atóm s nadbytkom elektrónov) sa nazýva anión a ión s kladným nábojom (atóm s nedostatkom elektrónov) sa nazýva katión.
ióny
Ako vznikajú ióny
Ión sa tvorí z atómu v procese nazývanom ionizácie. Katión sa vytvára, keď elektrón v atóme prijíma ionizačnú energiu, čo mu dáva príležitosť prekonať potenciálnu bariéru a pohybuje sa preč od atómu, čím prekonáva sily elektrostatickej príťažlivosti. Proces tvorby aniónov nastáva s uvoľňovaním energie, keď atóm prijíma ďalší elektrón.
Ionizácia môže nastať v dôsledku zvýšenia teploty, vystavenia elektrickému poľu, röntgenovému žiareniu alebo osvetleniu.
Plynná ionizácia
Niektoré atómy netvoria záporné ióny. Napríklad inertné plyny kvôli úplne dokončenej externej elektronickej úrovni nemôžu pripojiť iný elektrón. Za normálnych podmienok inertné plyny nereagujú s inými látkami. 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. Ionizačná energia je taká dôležitá, že tvorba iónov inertného plynu komplikuje.Všetky alkalické kovy (ródium, sodík, draslík, lítium, cézium, Francúzsko) sú dobrými redukčnými činidlami, to znamená, že ľahko dodávajú elektróny iným atómom a menia sa na pozitívne nabité ióny. Stáva sa to kvôli nízkej ionizačnej energii - až 5 eV. Francúzsko je najsilnejším redukčným činiteľom. Atómy tohto prvku uvoľňujú elektróny ľahšie ako ostatné vďaka veľmi nízkej ionizačnej energii. Alkalické kovy majú iba jeden valenčný elektrón a je ľahšie ich rozdávať, ako pripevniť sedem elektrónov na dokončenie úrovne energie. Alkalické kovy sa môžu premenením na svetlo premeniť na pozitívne nabité ióny.
Vodík má podobnú vlastnosť. Jeho atóm má jeden elektrón a ľahko sa ho vzdáva a tvorí katión.
Halogény - fluór, bróm, jód, chlór a astatín (prvky, ktoré sú v hlavnej podskupine siedmej skupiny periodickej tabuľky), majú vysokú elektronegativitu - schopnosť posunúť bežné páry elektrónov v zlúčenine. Ľahko tvoria anióny, pretože už majú 7 elektrónov na vonkajšej úrovni a iba jeden chýba na dokončenie úrovne. Bróm, chlór, jód a astatín môžu pri kontakte s elektronegatívnejšími prvkami vytvárať negatívne i pozitívne ióny. Fluór nikdy nevytvára pozitívne ióny, pretože je prvkom s najvyššou elektronegativitou a má vysokú ionizačnú energiu.
Čo má atóm a ión spoločné?
Atóm a ión toho istého prvku majú v jadre rovnaký počet protónov a neutrónov.
Ión je v periodickej tabuľke označený rovnakým symbolom ako zodpovedajúci chemický prvok, vpravo je iba hodnota náboja.
Rozdiely medzi atómom a iónom
Hlavný rozdiel medzi atómom a iónom je v tom, že ión je nabitá častica a atóm nie je nabitý.
Atóm a ión toho istého prvku sa tiež líšia 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 majú tmavomodrú farbu, v plynnom stave je purpurové a jeho ióny sú bezfarebné. Jódové ióny nedávajú farebnú reakciu so škrobom a nie sú na rozdiel od kryštálov toxické.
Podobný príklad - meď. Tento kov má zlatú červenú farbu a jeho ióny sú zeleno-modré..
draslík - strieborný kov, ktorého atómy aktívne reagujú s vodou, zatiaľ čo ióny tejto látky túto vlastnosť nemajú. Rovnaký rozdiel je charakteristický pre vlastnosti atómov a iónov sodíka.
Vodíkový katión v reakcii s amoniakom tvorí amónny ión. Pre molekulu vodíka nie je takáto reakcia charakteristická.
Atómy sa v prírode nevyskytujú samostatne, na rozdiel od iónov. Výnimkou sú iba inertné plyny, ktoré reagujú s ostatnými prvkami iba v extrémnych podmienkach. Ak je ión tvorený z niekoľkých atómov, potom sa výrazne líši od atómu veľkosťou a štruktúrou. Na rozdiel od atómu atóm nepatrí medzi elementárne častice.Ióny majú úplnú vonkajšiu energetickú hladinu - obsahuje 8 elektrónov. Túto vlastnosť nemajú atómy iné ako inertné plyny..
