Ион и атом: что общего и в чем разница

Для начала изучения электроники нам  необходимо знать что такое атом.

Это нам понадобится для понимания внутренних процессов в радиодеталях да и не только .Ведь понимая процесс изнутри его проще понять и запомнить на долгое время.

Все вокруг нас в том числе и мы состоит из атомов. Атом настолько мал, что только в одной капле воды два секстиллиона атомов кислорода а это 2*10^21  степени.(рис 1)

Ион и атом: что общего и в чем разница

Основной частью атома является его ядро в котором находится почти вся масса атома, само ядро состоит из протонов и нейтронов. Вокруг которого  послойно вращаются электроны.(рис 2)

Ион и атом: что общего и в чем разница

Электрон и протон имеют свой электрический потенциал. То есть в них хранятся мельчайшие порции электричества. (рис 2)

  • Электрон обладает отрицательным зарядом .
  • Протон имеет положительный заряд +.
  • Нейтрон является электрически нейтральным отсюда и его название.

Атомы различных веществ отличаются по количеству протонов в ядре и электронов вращающихся  вокруг него так в атоме водорода один протон (рис3.1)и один электрон далее по сложности гелий у него в ядре два протона два электрона(рис3.2), у лития три протона три электрона(рис 3.3) и т.д.

Ион и атом: что общего и в чем разница

Атомы различаются по количеству протонов в ядре

На сегодняшний день известно 107 основных видов атомов их называют химическими элементами. Соединяя эти 107 химических элементов между собой получаются миллиарды различных веществ(рис 4). То есть разные сочетания атомов образуют вещества такие как гранит и бумагу, нефть и алмазы, медь и алюминий да и все что нас окружает.

Ион и атом: что общего и в чем разница

Молекула

Электроны вращаются вокруг ядра атома не абы как а послойно. В первом слое от ядра атома могут вращаться не более двух электронов (рис. 5) второй слой может вместить в себя уже до восьми, третий до восемнадцати тд.

Ион и атом: что общего и в чем разница

Слои электронов

Наиболее важным слоем является крайний слой электронов, благодаря ему атом может взаимодействовать с другими атомами образуя при этом молекулы, а ещё последний слой электронов влияет на его электропроводность, но об этом вы узнаете далее.

Атом может называться атомом только в том случаи если его количество протонов будет равно количеству электронов в нем.(рис 6.1)

Если же количество протонов и электронов различаются между собой то этот атом называют ионом.

В случаи если электронов в атоме больше протонов то такой атом называют отрицательным ионом(рис. 6.2) и наоборот протонов больше чем электронов то его называют положительным ионом(рис 6.3).

Ион и атом: что общего и в чем разница

  1. Если вы не чего не поняли, то нечего страшного в этом нет, ведь подобная информация весьма сложна в усвоении и в связи с этим советую вам посмотреть видео на эту тему.
  2. Контрольные вопросы.
  1. Из чего состоит атом? 

    Из протонов, нейтронов (ядро атома) и послойно вращающихся вокруг них электронов.

  2. Чем различаются атомы различных веществ?

    Количеством протонов, электронов, нейтронов. Количество протонов указывает на порядковый номер химического элемента в таблице Менделеева.

  3. Какой электрический потенциал у протона?
  4. Какой электрический потенциал у электрона?

Далее мы ещё вернемся к особенностям строения вещества.

Источник: https://volt-amp.com/atom-2/

Ионы – это заряженные атомы и атомные группы. Понятие об ионных реакциях и заряде ионов :

Впервые термин «ион» был введен в 1834 году, в чем заслуга Майкла Фарадея. После изучения действия электрического тока на растворы солей, щелочей и кислот он пришел к выводу, что в них содержатся частицы, имеющие некий заряд.

Катионами Фарадей назвал ионы, которые в электрическом поле двигались к катоду, имеющему отрицательный заряд. Анионы — отрицательно заряженные неэлементарные ионные частицы, которые в электрическом поле движутся к плюсу — аноду.

Данная терминология применяется и сейчас, а частицы изучаются далее, что позволяет рассматривать химическую реакцию как результат электростатического взаимодействия.

Многие реакции протекают по этому принципу, что позволило понять их ход и подобрать катализаторы и ингибиторы для ускорения их протекания и для угнетения синтеза.

Также стало известно, что многие вещества, особенно в растворах, всегда находятся в виде ионов.

Ион и атом: что общего и в чем разница

Номенклатура и классификация ионов

Ионы — это заряженные атомы или группа атомов, которая в ходе химической реакции потеряла или приобрела электроны. Они составляют внешние слои атома и могут теряться из-за низкой силы притяжения ядра.

Тогда результатом отсоединения электрона является положительный ион. Также если атом имеет сильный ядерный заряд и узкую электронную оболочку, ядро является акцептором дополнительных электронов.

В результате этого образуется отрицательная ионная частица.

Сами ионы — это не только атомы с избыточной или недостаточной электронной оболочкой. Это может быть и группа атомов. В природе чаще всего существуют именно групповые ионы, которые присутствуют в растворах, биологических жидкостях тел организмов и в морской воде.

Имеется огромное количество видов ионов, названия которых вполне традиционны. Катионы — это ионные частицы, заряженные положительно, а заряженные отрицательно ионы — это анионы. В зависимости от состава их называют по-разному. Например, катион натрия, катион цезия и другие.

Анионы называются по-другому, так как чаще всего состоят из многих атомов: сульфат-анион, ортофосфат-анион и другие.

Механизм образования ионов

Химические элементы в составе соединений редко являются электрически нейтральными. То есть они почти никогда не находятся в состоянии атомов.

В образовании ковалентной связи, которая считается самой распространенной, атомы также имеют некий заряд, а электронная плотность смещается вдоль связей внутри молекулы.

Однако заряд иона здесь не формируется, потому как энергия ковалентной связи меньше, нежели энергия ионизации. Потому, несмотря на различную электроотрицательность, одни атомы не могут полностью притянуть электроны внешнего слоя других.

В ионных реакциях, где разница электроотрицательности между атомами достаточно большая, один атом может забирать электроны внешнего слоя у другого атома. Тогда созданная связь сильно поляризуется и разрывается. Затраченная на это энергия, которая создает заряд иона, называется энергией ионизации. Для каждого атома она различная и указывается в стандартных таблицах.

Ион и атом: что общего и в чем разница

Ионизация возможна только в том случае, когда атом или группа атомов способен либо отдавать электроны, либо акцептировать их. Чаще всего это наблюдается в растворе и кристаллах солей.

В кристаллической решетке также присутствуют почти неподвижные заряженные частицы, лишенные кинетической энергии.

А поскольку в кристалле нет возможности для передвижения, то реакция ионов протекают чаще всего в растворах.

Ионы в физике и химии

Физики и химики активно изучают ионы по нескольким причинам. Во-первых, эти частицы присутствуют во всех известных агрегатных состояниях вещества.

Во-вторых, энергию отрыва электронов от атома можно измерить, чтобы использовать это в практической деятельности. В-третьих, в кристаллах и растворах ионы ведут себя по-разному.

И, в-четвертых, ионы позволяют проводить электрический ток, а физико-химические свойства растворов меняются в зависимости от концентраций ионов.

Ион и атом: что общего и в чем разница

Ионные реакции в растворе

Сами растворы и кристаллы следует рассмотреть детальнее. В кристаллах солей существуют отдельно расположенные положительные ионы, к примеру, катионы натрия и отрицательные, анионы хлора. Структура кристалла удивительна: за счет сил электростатического притяжения и отталкивания ионы ориентируются особым образом.

В случае с хлоридом натрия они образуют так называемую алмазную кристаллическую решетку. Здесь каждый натриевый катион окружен 6 хлоридными анионами. В свою очередь, каждый хлоридный анион окружает 6 анионов хлора. Из-за этого простая поваренная соль и в холодной и горячей воде растворяется почти с одинаковой скоростью.

Ион и атом: что общего и в чем разница

В растворе тоже не существует цельной молекулы хлорида натрия. Каждый из ионов здесь окружается диполями воды и хаотично передвигается в ее толще.

Наличие зарядов и электростатических взаимодействий приводит к тому, что солевые растворы воды замерзают при температуре чуть меньше нуля, а кипят при температуре выше 100 градусов.

Более того, если в растворе присутствуют другие вещества, способные вступить в химическую связь, то реакция протекает не с участием молекул, а ионов. Это создало учение о стадийности химической реакции.

Те продукты, которые получаются в конце, не образуются сразу в ходе взаимодействия, а постепенно синтезируются из промежуточных продуктов.

Изучение ионов позволило понять, что реакция протекает как раз по принципам электростатических взаимодействий.

Их результатом является синтез ионов, которые электростатически взаимодействуют с другими ионами, создавая конечный равновесный продукт реакции.

Резюме

Такая частица, как ион, это электрически заряженный атом или группа атомов, которая получается в ходе потери или приобретения электронов. Самым простым ионом является водородный: если он теряет один электрон, то представляет собой лишь ядро с зарядом +1. Он обуславливает кислую среду растворов и сред, что важно для функционирования биологических систем и организмов.

Ионы могут иметь как положительные, так и отрицательные заряды. За счет этого в растворах каждая частица вступает в электростатическое взаимодействие с диполями воды, что также создает условия для жизни и передачи сигналов клетками. Более того, в ионные технологии развиваются дальше. К примеру, созданы ионные двигатели, которыми оснащалось уже 7 космических миссий NASA.

Источник: https://www.syl.ru/article/195069/new_ionyi-eto-zaryajennyie-atomyi-i-atomnyie-gruppyi-ponyatie-ob-ionnyih-reaktsiyah-i-zaryade-ionov

Урок 6. Простые ионы – HIMI4KA

Архив уроков › Основные законы химии

В уроке 6 «Простые ионы» из курса «Химия для чайников» познакомимся с простыми ионами и выясним, чему равен его заряд; также рассмотрим как образуется ионная химическая связь; научимся определять степень окисления и валентность элементов. Данный урок очень важный, и чтобы его лучше понять, обязательно просмотрите прошлые уроки, особое внимание уделяя уроку 1 «Схема строения атомов», а также уроку 3 «Схема образования молекул».

Ион и атом: что общего и в чем разница

Ионная химическая связь

Мы уже кратко рассматривали ковалентную полярную химическую связь, в которой из-за незначительного различия в электроотрицательности атомов (0.4-2.0) электронная пара распределяется между ними не равномерно. Для тех, кто забыл, напоминаю, что электроотрицательность — это способность атомов притягивать к себе электроны.

Однако, если электроотрицательность атомов различается больше чем на 2 по таблице электроотрицательности, то электронная пара полностью переходит к более электроотрицательному атому, и в результате образуется ионная химическая связь. Ионная химическая связь образуется только между атомами типичных металлов (т.к. они легко теряют внешние электроны) и неметаллов (т.к. они обладают большой электроотрицательностью).

Ион и атом: что общего и в чем разница

Положительные и отрицательные ионы

Наглядным примером ионной химической связи может служить обычная поваренная соль NaCl, которая присутствует на каждой кухне. Атомы натрия (и вообще всех металлов) слабо удерживают внешние электроны, тогда как атомы хлора напротив, обладают очень большой способностью притягивать к себе электроны, т.е обладают большой электроотрицательностью.

Поэтому при образовании молекулы NaCl каждый атом Na теряет один электрон (e—), образуя положительный ион натрия Na+, а каждый атом Cl, наоборот, приобретает этот потерянный электрон натрия, образуя отрицательный ион хлора Cl—. Это записывается в виде двух реакций:

  • Na → Na+ + e—   и   ½Cl2 + e— → Cl—

Записать ½Cl2 пришлось потому, что газообразный хлор в природе состоит из двухатомных молекул, а не из свободных одиночных атомов хлора.

Читайте также:  Что лучше винпоцетин или мексидол: сравнение и отличия средств

На рисунке выше, изображена кристаллическая решетка NaCl, где каждый хлорид-ион Cl— окружен со всех сторон соседними положительными ионами натрия Na+; ионы натрия Na+ точно также окружены ближайшими хлорид-ионами Cl—. Подобное расположение ионов обладает высокой устойчивостью.

Положительно заряженные ионы называются катионами. К ним в основном относятся металлы, так как они легко отдают от одного до трех электронов. Ниже приведены примеры катионов:

Анионами являются неметаллы, поскольку с радостью присоединяют к себе электроны, превращаясь в отрицательно заряженные ионы. Примеры анионов:

Степень окисления веществ

Заряд простого, одноатомного иона, например Mg2+ или F2-, называется его степенью окисления. Степень окисления — это такое число электронов, которое необходимо прибавить (восстановить) к иону или отнять (окислить) у него, чтобы он превратился обратно в нейтральный атом.

  • Реакция восстановления: Mg2+ + 2e— → Mg
  • Реакция окисления: F2- → F + 2e—

Процесс присоединения электронов к атому или просто их смещение в сторону данного атома называется реакцией восстановления, а оттягивание электронов от атома или их полное удаление называется реакцией окисления. Вот вам отличная шпаргалка со степенями окисления простых ионов:

Пример 12. Окисляется или восстанавливается хлор при образовании хлорид-иона? Какова степень окисления этого иона? Решение: Хлор восстанавливается, поскольку к каждому атому хлора необходимо присоединить один электрон, чтобы образовался хлорид-ион. Хлорид-ион, Сl—, имеет степень окисления -1.

Пример 13. Окисляются или восстанавливаются металлы при образовании ими ионов? Какова степень окисления иона алюминия? Решение: При образовании ионов металлов последние окисляются, поскольку при этом происходит удаление электронов от атомов металла. Ион алюминия, Аl3+, имеет степень окисления +3.

Валентность химических элементов

Валентностью называют число химических связей, которые данный атом образует с другими атомами в молекуле. Однако, если говорить простыми словами, то под валентностью понимается все та же степень окисления, но в отличии от нее валентность не имеет знака и не равна нулю.

Молекулярная формула Валентность Степень окисления
H2O H(I), O(II) H+1, O-2
CS2 C(IV), S(II) C+4, S-2
CH4 C(IV), H(I) C-4, H+1

Название ионов

Ионы металлов, которые имеют различные (переменные) степени окисления, записываются следующим образом:

  • Fe2+ железо(II) или ион двухвалентного железа
  • Fe3+ железо(III) или ион трехвалентного железа
  • Сu+ медь(I) или ион одновалентной меди
  • Cu2+ медь (II) или ион двухвалентной меди
  • Sn2+ олово(II) или двухвалентного олова
  • Sn4+ олово(IV) или ион четырехвалентного олова

Пример 2: Окисление или восстановление происходит при превращении иона трехвалентного железа в ион двухвалентного? Запишите уравнение этого процесса.

Решение: Уравнение реакции имеет следующий вид: Fe3+ + e— → Fe2+. Она представляет собой процесс восстановления, поскольку к исходному иону присоединяется электрон.

Надеюсь урок 6 «Простые ионы» оказался для вас понятным и полезным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Источник: https://himi4ka.ru/arhiv-urokov/urok-6-prostye-iony.html

Разница между атомом и ионом | Разница Между

Ключевая разница: Атомы — это основные единицы, из которых состоит вся материя, и они являются наименьшей частью любого объекта. Ионом является любой атом, протоны которого не равны его электронам. Ион и атом: что общего и в чем разница Атом и ион — это два разных термина, которые составляют основную часть химии. Эти два термина составляют основную основу химии, и человек, который хочет понять, как все устроено, обнаружит, что ему придется полностью понимать эти термины. Атом — это самая маленькая часть любого объекта. Ион — это атом или молекула, общее число электронов которых не равно общему количеству протонов. Это немного сбивает с толку учеников, пока они не понизят концепцию.

Атомы — это основные единицы, из которых состоит вся материя. Атомы крошечные, шириной от 0,1 до 0,5 нанометров. Они настолько крошечные, что их даже не видно через микроскоп. Есть много типов атомов. Каждый атом имеет уникальное имя, массу и размер. Различные типы атомов называются элементами.

Элемент — это чистое химическое вещество, которое имеет один или один тип атома, отличающийся своим атомным номером. Атомный номер получается из числа протонов, присутствующих в ядре элемента. Всего было идентифицировано 118 элементов, разделенных на металлы, металлоиды и неметаллы.

Каждый элемент имеет свой набор свойств. Большинство элементов доступно на Земле, в то время как некоторые из них были созданы искусственно в результате ядерных реакций. Элемент уже находится в его самой сырой форме и не может быть далее сломан.

Все элементы можно найти в периодической таблице, перечисленные по атомному номеру.

Каждый атом любого элемента состоит из протонов, нейтронов и электронов. Протоны и нейтроны составляют ядро ​​атома и расположены в середине атома. Ядро окружено облаком электронов, которые связаны с ядром электромагнитной силой.

Электроны имеют отрицательный заряд, который притягивает их к ядру, так как протоны в ядре имеют положительный заряд. Нейтроны, с другой стороны, не имеют заряда. Количество протонов, нейтронов и электронов в атоме определяет, каким элементом он является.

Например: атом железа имеет 26 протонов, 30 нейтронов и 26 электронов. Каждый атом железа будет иметь эту конфигурацию.

Ион и атом: что общего и в чем разницаКак видно из примера, атом железа имеет 26 протонов и 26 электронов. Каждый атом, который не создал никакой связи, будет иметь равное количество протонов и электронов. Поскольку атом не может свободно существовать в естественном мире, они легко связываются с другими атомами, которые доступны. Когда атом связывается, он либо теряет, либо получает электроны. Если один атом связывается с другим атомом, один атом должен потерять электрон, в то время как другой атом получит электрон. Это дает атому положительный или отрицательный электрический заряд. Атомы, протоны которых не равны его электронам, являются ионами.

Ионы создаются химическими или физическими средствами. Есть два типа ионов: катион и анион. Считается, что нейтральный атом, который теряет электрон, имеет положительный заряд из-за большего количества протонов и известен как катион.

Атом, который получает электрон, имеет большее число электронов, чем протоны, и считается, что он имеет отрицательный заряд и рассматривается как анион.

Ион, состоящий из одного атома, представляет собой атомный или одноатомный ион; если он состоит из двух или более атомов, это молекулярный или многоатомный ион.

Ионы обладают высокой реакционной способностью и связываются с ионами противоположного заряда, чтобы стать стабильными. Ионы на стадии, подобной газу, являются легковоспламеняющимися и встречаются на Земле только в небольших количествах, таких как пламя, молния, электрические искры и другие виды плазмы.

Ионы, которые находятся в жидком или твердом состоянии, часто взаимодействуют и связываются с растворителями, чтобы стать более стабильными.

Все ионы заряжены, что означает, что они имеют несколько основных характеристик: они притягиваются к противоположным электрическим зарядам, отталкиваются одинаковыми зарядами, при движении они движутся по траекториям и отклоняются магнитным полем.

Основное различие между репортером и журналистом заключается в том, что термин репортер обычно используется для обозначения кого-то по телевизору, кто обычно сообщает о новостях, тогда как термин журналист обычно используется в контексте печатного журналиста, который пишет статьи….

Обезжиренное молоко — это продукт, из которого удален практически весь молочный жир. Молоко в двух тонах полностью свежее и содержит очень мало жиров….

Источник: https://ru.natapa.org/difference-between-atom-and-ion-1416

1.Сформулируйте определения понятий: химический элемент, атом, молекула, ион, вещество

Хим элемент
– это вид атома с опр-ным зарядом ядра.
Атом
– мельчайшая хим-ки неделимая
электронейтральная частица вещества.
Молекула
– мельчайшая электронейтральная частица
вещества, кот обуславливает хим и физ
свойства этого вещ-ва.

Ион
мельчайшая заряженная частица вещества
(электролита), которая обуславливает
хим и физ свойства этого вещ-ва.
Вещество
— вид материи,
обладающее массой покоя и состоящий
главным образом из элементарных частиц
(электронов, протонов, нейтронов).
Любое в-во
состоит из структурных единиц – атомов,
молекул, ионов.

2.Сколько химических элементов известно в настоящее время? в чём заключаются различия между химическим элементом и простым веществом?

В наст время известно
110 видов атомов. Об атомах одного вида
говорят, что они являются атомами одного
хим элемента. Т.е. хим эл-т – то же самое,
что вид атома.

Если молекулы
состоят из атомов только одного вида,
то вещество называют простым.

3.Чем отличаются вещества молекулярного строения от веществ немолекулярного строения? Какие физические свойства присущи тем и другим веществам?

Среди органических
веществ преобладают молекулярные
вещества, среди неорганических —
немолекулярные.

Молекулярные вещества
состоят из молекул, связанных между
собой слабыми межмолекулярными связями,
к ним относятся: H2,
O2,
N2,
Cl2,
Br2,
S8,
P4
и другие простые вещества; CO2,
SO2,
N2O5,
H2O,
HCl, HF, NH3,
CH4,
C2H5OH,
органические полимеры и многие другие
вещества.

Эти вещества не обладают
высокой прочностью, имеют низкие
температуры плавления и кипения, не
проводят электрический ток, некоторые
из них растворимы в воде или других
растворителях.

Немолекулярные вещества
с ковалентными связями или атомные
вещества (алмаз, графит, Si, SiO2,
SiC и другие) образуют очень прочные
кристаллы (исключение — слоистый графит),
они нерастворимы в воде и других
растворителях, имеют высокие температуры
плавления и кипения, большинство из них
не проводит электрический ток (кроме
графита, обладающего электропроводностью,
и полупроводников — кремния, германия
и пр.)
Все ионные вещества, естественно,
являются немолекулярными. Это твердые
тугоплавкие вещества, растворы и расплавы
которых проводят электрический ток.
Многие из них растворимы в воде. Следует
отметить, что в ионных веществах,
кристаллы которых состоят из сложных
ионов, есть и ковалентные связи, например:
(Na+)2(SO42-),
(K+)3(PO43-),
(NH4+)(NO3-)
и т. д.

4.Чем определяется химическое количество вещества? Сформулируйте определение понятия моль. Каков физический смысл постоянной Авогадро и чему равно ее значение?

Количество
вещества п —
физическая величина, определяе­мая
числом элементарных объектов (структурных
единиц), из которых это вещество состоит.
Под элементарными объектами понимают
атомы, молекулы, ионы, электроны, любые
условные части или фрагменты молекулы.

За
единицу количества вещества принят
моль, определяе­мый
как количество вещества системы,
содержащей столько же структурных
единиц, сколько атомов содержится в
0,012 кг уг­лерода
12С.

Эта величина является фундаментальной
физической константой,
называется постоянной
Авогадро и
обозначается NA:=
6,02*1023
моль-1

Источник: https://studfile.net/preview/828924/

Что такое энергия ионизации и от чего зависит

Энергия ионизации – это количество энергии, которое изолированный атом в основном электронном состоянии должен поглотить для освобождения электрона, в результате чего образуется ион.

Эта величина обычно выражается в кДж/моль или количество, необходимое для того, чтобы потерять один электрон.

Образование ионов

Ионы – это атомы, которые получили или потеряли электроны. Образуется ионизирующее излучение со своими положительными и отрицательными особенностями для человека.

При рассмотрении первоначально нейтрального атома, вытеснение первого электрона потребует меньше работы, чем вытеснение второго, второй потребует меньше, чем третьего и так далее. Для вытеснение каждого последующего электрона требуется больше работы.

Читайте также:  Чем отличается айфон 5с от 5s

Это происходит потому, что после потери первой отрицательно заряженной элементарной частицы общий заряд атома становится положительным, а отрицательные силы будут притягиваться к положительному заряду новообразованного иона.

Чем больше отрицательно заряженных элементарных частиц потеряно, тем более положительным будет этот ион, тем труднее отделить другие электроны от этого атома.

В общем, чем дальше электрон от ядра, тем легче его изгнать. Другими словами, энергия ионизации является функцией атомного радиуса: чем больше радиус, тем меньше количество работы, необходимой для удаления электрона с внешней орбитали. Например, было бы гораздо легче забрать электроны от более крупного элемента Ca (кальция), чем от того, где они крепче удерживаются к ядру как Cl (хлор).

В химической реакции, понимание энергии ионизации важно для того, чтобы понять поведение различных атомов при связях друг с другом.

Например, энергия ионизации натрия (щелочного металла) составляет 496 кДж/моль, тогда как хлора – 1251,1 кДж/моль.

Элементы, находящиеся близко друг к другу в периодической таблице, или элементы, не имеющие большой разницы в энергии ионизации, образуют полярные ковалентные или ковалентные связи.

Например, углерод и кислород делают СО2 (углекислый газ) находящиеся близко один к другому на периодической таблице. Они поэтому формируют ковалентное скрепление.

Углерод и хлор образуют CCl4 (четыреххлористый углерод) другой молекулой, которая ковалентно связана.

Периодическая таблица и тренд ионизации

Энергия ионизации зависит от атомного радиуса. Так как идя справа налево по периодической таблице, атомный радиус увеличивается, а энергия ионизации уменьшается слева направо в периодах и вниз по группам.

Объяснение шаблона в первых нескольких элементах

Водород имеет электронную структуру 1s1. Это очень маленький атом, и электрон приближается к ядру и, следовательно, притягивает. Нет электронов, экранирующих его от ядра, поэтому энергия ионизации высока 1310 кДж моль-1.

Гелий имеет структуру 1s2. Электрон удаляется с той же орбиты, что и в случае с водородом он близок к ядру. Значение 2370 кДж моль-1 намного выше, чем у водорода, потому что ядро теперь имеет 2 протона, притягивающие их вместо 1.

Литий – 1s22s1. Свой внешний электрон находится на втором энергетическом уровне, гораздо более удаленнее от ядра. Можно утверждать, что это было бы компенсировано дополнительным протоном в ядре, но электрон не чувствует полной тяги ядра – он экранируется.

Если сравнить литий с водородом (а не с гелием), электрон водорода также чувствует тягу 1+ от ядра, но расстояние намного больше с литием. Первая энергия ионизации лития падает до 519 кДж моль-1, тогда как водород составляет 1310 кДж моль-1.

Исключения из этой тенденции наблюдаются для щелочноземельных металлов (группа 2: бериллий (Be), магний (Mg), кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba), радий (Ra), унбинилий (Ubn) и элементов группы азота (группа 5: азот (N); фосфор (P); мышьяк (As); сурьма (Sb); висмут (Bi)). Группы 2 и 5 имеют полностью и наполовину заполненную электронную конфигурацию соответственно, поэтому для удаления отрицательно заряженных элементарных частиц из полностью заполненных орбиталей требуется больше работы, чем из неполнозаполненных.

  • Щелочные металлы (группа I) обладают малой энергией ионизации, особенно по сравнению с галогенами или группой VII.
  • В дополнение к радиусу (расстоянию между ядром и электронами на самой внешней орбите), количество электронов между ядром, в самой внешней оболочке, также влияет на энергию ионизации.
  • Этот эффект, при котором полный положительный заряд ядра не ощущается внешними электронами из-за отрицательных зарядов внутренних, частично отменяющих положительный заряд, называется экранированием.
  • Чем больше электронов защищает внешнюю электронную оболочку от ядра, тем меньше работы требуется для вытеснения отрицательно заряженной элементарной частицы из указанного атома.

Чем выше эффект экранирования требуется меньше приложить работы. Из-за экранирующего эффекта энергия ионизации уменьшается сверху вниз в группе. Из таблицы Менделеева видно что Цезий имеет низкую, а фтор самую высокую энергию ионизации (за исключением гелия и неона).

Для чего необходимо знать про эту величину

Падение энергии ионизации при движении вниз таблицы приводит к снижению энергии активации и, следовательно, к более быстрым реакциям.

Энергия ионизации являются одним из наиболее важных факторов, которые необходимо учитывать при оценке прочности химических связей и прогнозировании того, как химические вещества будут связываться друг с другом. Но это не свободная энергия.

Источник: https://beelead.com/energiya-ionizacii/

Каковы различия между атомом и ионом? — Статьи

Атом — это одна из самых маленьких частиц данного элемента, которая имеет свои свойства. Он состоит из ядра, в котором есть протоны и нейтроны, а также из облака электронов, которые вращаются вокруг ядра на разных энергетических или орбитальных уровнях.

Нейтральный атом имеет одинаковое количество протонов и электронов. Однако атомы имеют тенденцию быть более стабильными с 8 электронами на их внешней орбите. Они могут получить или потерять электроны, чтобы заполнить эту орбиту, пока они не достигнут этого количества.

Атом становится ионом с положительным или отрицательным зарядом в зависимости от того, получил он или потерял электроны.

Атом окружен электронами, способными приобретать или терять их с образованием иона (Jupiterimages / Photos.com / Getty Images)

Положительный ион

Когда атом теряет один или несколько электронов, он теряет отрицательный заряд. Это может происходить, когда один атом приближается к другому, у которого шесть или семь электронов находятся на самой внешней орбите. Поскольку его ядро ​​находится в центре атома, и протоны там застряли, он сохраняет все положительные заряды.

Потеря электрона приводит к образованию иона с положительным зарядом 1+, потеря двух электронов приводит к заряду иона 2+ и так далее. Например, когда атом натрия с 11 протонами теряет один электрон, оставляя только 10, остается более высокий положительный заряд.

Положительные ионы называются катионами и могут легко связываться с отрицательными ионами, растворяясь в водном растворе.

Отрицательный ион

Когда атом получает один или несколько электронов, он получает отрицательный заряд. Это происходит, когда один атом приближается к другому, у которого один или два электрона находятся на самой внешней орбите. Ядро находится в центре атома и имеет все свои протоны.

Избыточные электроны производят ион с отрицательным электрическим зарядом, количество заряда которого равно количеству полученных электронов. Получение 1 электрона приводит к отрицательно заряженному иону 1-, получение двух генерирует заряженный ион 2- и так далее.

Например, когда атом хлора (Cl) с 17 протонами получает 1 электрон, он получает 18 электронов. Дополнительный электрон добавляет отрицательный заряд к иону.

Отрицательные ионы называются анионами и могут легко относиться к положительным ионам, растворяясь в водном растворе.

мощность

Когда атом превращается в ион, количество электронов не единственное, что меняется. Энергия в атоме также изменяется. Необходимо удалить электрон с его орбитали. Эта энергия известна как энергия ионизации.

Как правило, чем меньше электронов находится на самой внешней орбите, тем меньше энергии ионизации требуется для удаления некоторого электрона из атома. Например, натрий (Na) имеет только 1 электрон на своей внешней орбите, поэтому для его удаления не требуется много энергии.

Тем не менее, неон имеет 8 электронов на своей внешней орбите, что является идеальной конфигурацией для любого атома. Следовательно, потребуется огромное количество энергии, чтобы превратить этот атом в ион.

Твердые вещества и растворы

Когда ионы собираются вместе и превращаются в твердое соединение, они попадают в ловушку электромагнитных сил между ионами.

В отличие от ковалентных связей, где два атома совместно используют 2 или более электронов для достижения 8 на своей самой внешней орбитали, в этих ионных связях электроны переносятся на другой атом. Ионы обычно находятся в водных растворах.

Это потому, что они могут свободно перемещаться вокруг молекул воды. Примером этого является случай, когда поваренная соль (хлорид натрия NaCl) быстро растворяется в воде.

Источник: https://ru.laermfeuer.org/quais-diferencas-entre-atomo-ion-info_132765-4690

Ион

Ион — это заряженная частица, образованная из молекулы или атома путём потери или приобретения одного электрона. Отсюда следует, что в ионе количество протонов не равно количеству электронов. После изучения статьи Вы узнаете, какими бывают заряженные частицы, что такое ионы, катионы и анионы, также Вы сможете по номеру элемента узнать, каким зарядом он может обладать.

Число электронов в ионе

Количество электронов в нейтральном атоме равно количеству протонов в ядре, например, у хрома (24Cr) 24 протона, соответствено, вокруг ядра вращается 24 электрона. Как было рассказано в статье «электронная конфигурация атома», каждый электрон двигается по некой орбитали, то есть обладает заданным количеством энергии.

Если ион образован из-за потери электрона, то заряд иона становится положительным (электрон имеет отрицательный заряд), схема для запоминания:

24Cr — e- = 24Cr + e+ = 24Cr+ 24Cr — 3e- = 24Cr + 3e+ = 24Cr3+

Аналогично при присоединении электрона:

24Cr + e- = 24Cr — e+ = 24Cr- 24Cr + 3e- = 24Cr — 3e+ = 24Cr3-

Энергия ионизации

Если электрону сообщить достаточное количество энергии, то электрон «оторвётся» от атома. Чем ближе электрон к ядру — тем сложнее его отрывать, а значит, больше энергии необходимо передать. Энергия, необходимая для отрыва электрона, называется энергией ионизации или ионизационный потенциал (I). Значения I затабулированы и могут быть найдены в различных справочниках.

#ЭлементНазваниекДж/моль
1 H Водород 1312
2 He Гелий 2373
3 Li Литий 520
4 Be Бериллий 899.5
5 B Бор 801
6 C Углерод 1086
7 N Азот 1402
8 O Кислород 1314
9 F Фтор 1681
10 Ne Неон 2080.7
11 Na Натрий 495
12 Mg Магний 738
13 Al Алюминий 578
14 Si Кремний 787
15 P Фосфор 1012
16 S Сера 1000
17 Cl Хлор 1251
18 Ar Аргон 1520.6
19 K Калий 418.8
20 Ca Кальций 590
21 Sc Скандий 633.1
22 Ti Титан 658.8
23 V Ванадий 650.9
24 Cr Хром 652.9
25 Mn Марганец 717.3
26 Fe Железо 762.5
27 Co Кобальт 760.4
28 Ni Никель 737.1
29 Cu Медь 745.5
30 Zn Цинк 906.4
31 Ga Галлий 578.8
32 Ge Германий 762
33 As Мышьяк 947
34 Se Селен 941
35 Br Бром 1142
36 Kr Криптон 1350.8
37 Rb Рубидий 403
38 Sr Стронций 549
39 Y Иттрий 600
40 Zr Цирконий 640.1
41 Nb Ниобий 652.1
42 Mo Молибден 684.3
43 Tc Технеций 702
44 Ru Рутений 710.2
45 Rh Родий 719.7
46 Pd Палладий 804.4
47 Ag Серебро 731
48 Cd Кадмий 867.8
49 In Индий 558.3
50 Sn Олово 709
51 Sb Сурьма 834
52 Te Теллур 869
53 I Иод 1008
54 Xe Ксенон 1170.4
55 Cs Цезий 375.7
56 Ba Барий 503
57 La Лантан 538.1
58 Ce Церий 534.4
59 Pr Празеодим 527
60 Nd Неодим 533.1
61 Pm Прометий 540
62 Sm Самарий 544.5
63 Eu Европий 547.1
64 Gd Гадолиний 593.4
65 Tb Тербий 565.8
66 Dy Диспрозий 573
67 Ho Гольмий 581
68 Er Эрбий 589.3
69 Tm Тулий 596.7
70 Yb Иттербий 603.4
71 Lu Лютеций 523.5
72 Hf Гафний 658.5
73 Ta Тантал 761
74 W Вольфрам 770
75 Re Рений 760
76 Os Осмий 840
77 Ir Иридий 880
78 Pt Платина 870
79 Au Золото 890.1
80 Hg Ртуть 1007.1
81 Tl Таллий 589.4
82 Pb Свинец 715.6
83 Bi Висмут 703
84 Po Полоний 812.1
85 At Астат 890
86 Rn Радон 1037
87 Fr Франций 380
88 Ra Радий 509.3
89 Ac Актиний 499
90 Th Торий 587
91 Pa Протактиний 568
92 U Уран 597.6
93 Np Нептуний 604.5
94 Pu Плутоний 584.7
95 Am Америций 578
96 Cm Кюрий 581
97 Bk Берклий 601
98 Cf Калифорний 608
99 Es Эйнштейний 619
100 Fm Фермий 627
101 Md Менделевий 635
102 No Нобелий 642
103 Lr Лоуренсий 470
104 Rf Резерфордий 580
Таблица 1. Энергия ионизации, справочные данные
Читайте также:  Какое средство лучше «клацид» или «азитромицин» и чем они отличаются?

Энергия сродства электрону

Также электроны могут присоединяться к атому, в процессе присоединения электрон выделяет энергию, такая энергия называется энергией сродства электрону, для каждого электрона конкретного атома энергия сродства численно равна и противоположна по знаку энергии ионизации, например, 17Cl, что бы оторвать 17й электрон у атома хлора, необходимо сообщить ему 13 эВ, любой другой электрон, который присоединится на место 17го электрона также выделит 13 эВ.

Катионы и анионы

Атомы, в которых количество протонов не равно количеству электронов называются ионами, поскольку электрон имеет отрицательный заряд, то если электронов больше протонов, то суммарный заряд отрицательный: S2- означает, что в данном атоме серы количество электронов больше чем протонов на два электрона. Соответственно, если электронов меньше чем протонов, то суммарный заряд положительный и обозначается H+. Отрицательно заряженные атомы называются анионами, положительно заряженные атомы — катионами.

Какой заряд будет у атома?

Теоретически возможно отобрать все электроны у атома, но это возможно только в лабораторных условиях и за пределами лаборатории атомы в таком состоянии находиться не будут, почему?

Вернёмся к устройству электронной оболочки. Вокруг атома электроны сгруппированы по энергетическим уровням, каждый заполненный уровень экранирует ядро и является более стабильным, нежели не до конца заполненный уровень.

То есть электронная конфигурация стремиться к состоянию заполненного подуровня: если на p-оболочке находится 5 электронов, то вероятнее атом примет один электрон, нежели отдаст пять. Так, например, у атома хлора, пять электронов на 3p-подуровне, энергия сродства хлора — 3.61 эВ, энергия ионизации — 13 эВ.

У натрия на последнем подуровне один электрон, энергия сродства — 0,78 эВ, потенциал ионизации — 0,49 эВ, поэтому вероятнее натрий отдаст один электрон, нежели примет его.

Зная потенциал ионизации и энергию сродства мы можем сделать предположение о взаимодействии веществ. Если смешать натрий и хлор, и сообщить им энергию, то вероятнее всего Na будет отдавать один электрон Cl и в результате получится смесь ионов Na+ и Cl-.

Пример

Так можно по номеру элемента предположить, какой заряд он будет иметь, например, 19й элемент, электронная конфигурация — 1s 22s 22p 63s 23p64s 1, вероятнее всего, такой элемент может либо отдать, либо принять один электрон.

У 27го элемента электронная конфигурация выглядит так: 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d7, у d-подуровня всего может быть 10 атомов, т.е. либо атом примет 1,2 или 3 электрона, либо отдаст 1,2,3…7 электронов, так, вероятнее, он примет 3, т.е.

возможные состояния — это +1, +2 и +3,

Теперь Вы знаете, что такое ионы, осталось изучить химическую связи и Вы сможете составлять окислительно-восстановительные реакции!

Источник: https://k-tree.ru/articles/himiya/obschaya_himiya/ion

Разница между атомом и ионом

Атомы являются строительными блоками материи. Вся материя состоит из атомов. Ранее ученые полагали, что атом не может быть далее разделен. Но более поздние открытия обнаружили, что атомы могут быть далее разделены на субатомные частицы.

Основными субатомными частицами являются протоны, нейтроны и электроны. Базовая структура, состоящая из нескольких атомов, называется молекулой. Ион является производным определенного атома.

Основное различие между атомом и ионом состоит в том, что атомы не имеют суммарного электрического заряда, тогда как ионы имеют суммарный электрический заряд.

Ключевые области покрыты

1. Что такое атом      — Определение, основные характеристики и примеры 2. Что такое ион      — Определение, основные характеристики и примеры 3. Каковы сходства между атомом и ионом      — Краткое описание общих черт 4. В чем разница между атомом и ионом      — Сравнение основных различий

Ключевые слова: анион, атом, катион, электрон, ион, нейтрон, протон

Что такое атом

Атом является фундаментальной единицей всей материи. Другими словами, вся материя состоит из атомов. Хотя ученые ранее полагали, что атомы не могут быть далее разделены, эта концепция больше не действует. Эта концепция была изменена с открытием электрона, протона и ядра. После этого была разработана атомная теория, в которой описана структура атома.

Согласно современной атомной теории, атом состоит из двух компонентов. Это ядро ​​и атомные орбитали.

Ядро состоит из протонов, которые являются положительно заряженными субатомными частицами, и нейтронов, которые являются нейтрально заряженными субатомными частицами. Заряд протона +1.

Вокруг ядра находится электронное облако, в котором электроны атома движутся вдоль гипотетических орбиталей. Электрон имеет электрический заряд -1. Следовательно, электроны являются отрицательно заряженными частицами.

Атомы определенного элемента идентичны друг другу. Поэтому число протонов и нейтронов, присутствующих в ядре атомов, одинаково для одного элемента. Количество электронов вокруг ядра одинаково для атомов, принадлежащих одному элементу.

Протоны и нейтроны слипаются в ядре благодаря сильным силам, которые существуют между этими частицами. Эти силы называются взаимодействиями.

Эти взаимодействия происходят из-за обмена очень маленькими частицами, называемыми мезоны, Поэтому, чтобы разложить ядро ​​на протоны и нейтроны, требуется очень высокая энергия. Электроны движутся вокруг ядра.

Поскольку электроны заряжены отрицательно; электроны не притягиваются к положительно заряженным протонам в ядре, не попадают на ядро, так как сила, которая накапливается в результате движения электрона, равна силе притяжения ядра.

Поскольку эти две силы уравновешивают друг друга, электроны остаются в своем движении на определенном расстоянии от ядра. Путь, по которому движутся эти электроны, называется оболочкой или орбитой.

Рисунок 1: Упрощенная структура атома

Структура атома может быть дана так, но это неверно. Фактическая структура намного сложнее, чем на изображении выше.

Атомы могут принимать участие в химических связях. Атомы соединяются вместе, образуя молекулы или соединения. Эти вложения происходят через химические связи. Эти связи могут быть ковалентными связями, ионными связями, координационными связями или металлическими связями.

При образовании этих связей происходит обмен электронами. Но протоны и нейтроны в ядре не участвуют в химической связи.

Но в процессе радиоактивного распада ядро ​​атома превращается в совершенно другое ядро ​​путем преобразования протонов или нейтронов в разные частицы вместе с излучением излучения.

Что такое ион

Ион — это атом или молекула, которая имеет чистый электрический заряд. Этот заряд может быть положительным или отрицательным. Ион образуется, когда атом или молекула теряют или приобретают электроны.

Например, если конкретный атом теряет электрон, то электронов недостаточно, чтобы нейтрализовать полный положительный заряд ядра. Поэтому весь атом получает чистый положительный заряд.

Но если атом получает электрон, то в ядре недостаточно протонов, чтобы нейтрализовать общий отрицательный заряд всех электронов. Поэтому весь атом получает чистый отрицательный заряд.

Поскольку ионы представляют собой электрически заряженные частицы, они могут притягиваться электрическим полем. Отрицательные ионы притягиваются к положительному полюсу, тогда как положительно заряженные ионы притягиваются к отрицательному полюсу.

Ионы могут образовывать ионные связи. Ионная связь представляет собой тип химической связи, которая возникает из-за электростатического притяжения между двумя ионами, которые заряжены противоположно. Отрицательный ион образует ионные связи с одним или несколькими положительными ионами, чтобы нейтрализовать суммарный электрический заряд.

Рисунок 2: Образование катионов и анионов

Ионы встречаются в двух типах; катионы и анионы. Катионы — это атомы или молекулы, имеющие чистый положительный заряд, тогда как анионы — это атомы или молекулы, имеющие чистый отрицательный заряд. Анионы и катионы притягиваются друг к другу, так как они являются противоположно заряженными видами.

Если ион представляет собой один атом, то это одноатомный ион. Если ион — это молекула, то это многоатомный ион. Атомы металлов часто образуют положительно заряженные ионы или катионы, удаляя один или несколько электронов с самой внешней орбитали. Это потому, что атомы металла состоят из меньшего числа электронов на их самой внешней орбитали и слабо связаны с ядром.

Следовательно, эти электроны могут быть легко потеряны, образуя катион, чем образуя анион, получив большое количество электронов для заполнения орбитали. Большинство неметаллов имеют тенденцию делиться своими неспаренными электронами, а не терять или приобретать их.

Но если они стремятся стать ионами, они получают электроны, образующие анион, а не превращаются в катион, удаляя большое количество электронов.

Сходство между атомом и ионом

  • Атомы могут стать ионами.
  • И атомы, и ионы состоят из электронов, которые можно обменять.

Определение

Атом: Атом является фундаментальной единицей всей материи.

Ion: Ион — это атом или молекула, которая имеет чистый электрический заряд.

Электрический заряд

Атом: Атомы заряжены нейтрально.

Ion:Ионы заряжены либо положительно, либо отрицательно.

Аттракцион к электрическому полю

Атом: Атомы не притягиваются к электрическому полю.

Ion:Ионы притягиваются к электрическим полям в соответствии с их электрическим зарядом.

Количество электронов

Атом: Атомы состоят из равного числа электронов и протонов.

Ion:Ионы состоят из неодинакового числа электронов и протонов.

Заключение

Атомы являются фундаментальной единицей всей материи, из которой состоит вся материя. Атомы могут стать ионами, получая или удаляя электроны.

Но не все ионы являются атомами, потому что есть молекулы, которые могут стать ионами, удаляя или получая электроны этой молекулой.

Основное различие между атомом и ионом состоит в том, что атомы не имеют суммарного электрического заряда, тогда как ионы составляют суммарный электрический заряд.

Рекомендации:

1. Хельменстин, Энн Мари. «Что такое атом? (Пояснения и примеры). ”ThoughtCo. Н.п., н.д. Web.

Источник: https://ru.strephonsays.com/difference-between-atom-and-ion

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector