Izotop kontra jon
Atomy to małe elementy budulcowe wszystkich istniejących substancji. Istnieją różnice między różnymi atomami. Ponadto istnieją wariacje w obrębie tych samych elementów. Izotopy są przykładami różnic w obrębie jednego elementu. Co więcej, atomy są mało stabilne w warunkach naturalnych. Tworzą różne kombinacje między sobą lub z innymi elementami, aby zaistnieć. Tworząc te kombinacje, mogą wytwarzać jony.
Izotopy
Atomy tego samego pierwiastka mogą się różnić. Te różne atomy tego samego pierwiastka nazywane są izotopami. Różnią się one od siebie różną liczbą neutronów. Ponieważ liczba neutronów jest inna, ich liczba masowa również się różni. Jednak izotopy tego samego pierwiastka mają taką samą liczbę protonów i neutronów. Różne izotopy są obecne w różnych ilościach, a to jest podane jako wartość procentowa zwana względną obfitością. Na przykład wodór ma trzy izotopy, takie jak prot, deuter i tryt. Ich liczba neutronów i względna obfitość są następujące.
1H – brak neutronów, względna liczebność 99,985%
2H- jeden neutron, względna liczebność wynosi 0,015%
3H- dwa neutrony, względna liczebność wynosi 0%
Liczba neutronów, które może pomieścić jądro, różni się w zależności od pierwiastka. Wśród tych izotopów tylko niektóre są stabilne. Na przykład tlen ma trzy stabilne izotopy, a cyna dziesięć stabilnych izotopów. W większości przypadków proste pierwiastki mają taką samą liczbę neutronów jak liczba protonów. Ale w ciężkich pierwiastkach jest więcej neutronów niż protonów. Liczba neutronów jest ważna dla zrównoważenia stabilności jąder. Gdy jądra są zbyt ciężkie, stają się niestabilne, a zatem te izotopy stają się radioaktywne. Na przykład 238 U emituje promieniowanie i rozpada się na znacznie mniejsze jądra. Izotopy mogą mieć różne właściwości ze względu na ich różne masy. Na przykład mogą mieć różne spiny, stąd ich widma NMR różnią się. Jednak ich liczba elektronów jest podobna, co powoduje podobne zachowanie chemiczne.
Spektrometr mas może być użyty do uzyskania informacji o izotopach. Podaje liczbę izotopów, które ma dany pierwiastek, ich względne ilości i masy.
Ion
Większość atomów (z wyjątkiem gazów noblowskich) nie jest z natury stabilna, ponieważ nie mają całkowicie wypełnionych powłok walencyjnych. Dlatego większość atomów próbuje uzupełnić powłokę walencyjną, uzyskując konfigurację gazu nobla. Atomy robią to na trzy sposoby.
- Pozyskując elektrony
- Przekazując elektrony
- Dzięki współdzieleniu elektronów
Jony są produkowane przez dwie pierwsze metody (pozyskiwanie i oddawanie elektronów). Zwykle atomy elektrododatnie, które są w bloku s i bloku d, mają tendencję do tworzenia jonów poprzez oddawanie elektronów. W ten sposób wytwarzają kationy. Większość atomów ektronujemnych znajdujących się w bloku p lubi zdobywać elektrony i tworzyć jony ujemne. Zwykle jony ujemne są większe w porównaniu z atomem, a jony dodatnie są mniejsze. Jony mogą mieć jeden ładunek lub wiele ładunków. Na przykład pierwiastki z grupy I tworzą kationy +1, a pierwiastki z grupy II tworzą kationy +2. Ale są elementy w bloku d, które mogą tworzyć jony +3, +4, +5 itd. Ponieważ liczba elektronów zmienia się podczas tworzenia jonu, liczba protonów nie jest równa liczbie elektronów w jonie. Poza opisanymi powyżej jonami wieloatomowymi mogą również występować jony wieloatomowe i cząsteczkowe. Kiedy jony elementarne są tracone z cząsteczek, powstają jony wieloatomowe (np.: ClO3–, NH4 +).
Jaka jest różnica między izotopami a jonami?
• Izotopy to różne atomy tego samego pierwiastka. Różnią się one różną liczbą neutronów. Jony różnią się od atomu liczbą elektronów. Jony mogą mieć więcej lub mniej elektronów niż odpowiadający im atom.
• Jony są naładowanymi gatunkami, ale izotopy są obojętne.
• Izotopy pierwiastków mogą uczestniczyć w tworzeniu jonów.
