Atomy a ionty jsou mikroskopické částice, které se skládají z jádra a elektronů obíhajících kolem něj. Hlavním, ale nejen jediným rozdílem mezi těmito částicemi je to, že ion nese určitý náboj, ale atom ne.
Obecné informace o atomech a iontech
Atom je nejmenší částice látky, která má všechny své vlastnosti. Poloměr atomu se měří v picometrech (metrech). Atom je elektricky neutrální, tj. Struktura bez poplatku, sestávající z jádra a elektronů rotujících kolem něj. Jádro atomu sestává z protonů a neutronů, které se také nazývají subatomické částice. Proton nese kladný náboj, modulo rovný náboji elektronu. Neutrony nemají žádný poplatek. Počet elektronů v atomu odpovídá počtu protonů v jádru, což činí atom jako celek elektricky neutrální.
Atom
Ion je ne elementární částice, která nese kladný nebo záporný náboj. Ion se získává při procesu oddělení nebo připojení elektronu k atomu nebo skupině atomů. Ion s negativním nábojem (atom s přebytkem elektronů) se nazývá anion a ion, který nese kladný náboj (atom s nedostatkem elektronů), se nazývá kationt.
Jonah
Jak vznikají ionty
Ion se tvoří z atomu v procesu zvaném ionizace. Kationt se vytvoří, když elektron v atomu přijme ionizační energii, což mu dává příležitost překonat potenciální bariéru a vzdálí se od atomu, čímž překoná síly elektrostatické přitažlivosti. Proces tvorby aniontu nastává s uvolněním energie, když atom přijme další elektron.
Ionizace může nastat v důsledku zvýšení teploty, vystavení elektrickému poli, rentgenovému záření nebo osvětlení.
Plynná ionizace
Některé atomy netvoří záporné ionty. Například inertní plyny způsobené plně dokončenou externí elektronickou hladinou nemohou připojit jiný elektron. Inertní plyny nereagují s jinými látkami za normálních podmínek. Ionizační energie inertních plynů je ve srovnání s atomy jiných chemických prvků velmi vysoká - od 10,8 eV pro radon do 24,6 eV pro helium. Ionizační energie je tak důležitá, že tvorba iontů inertního plynu komplikuje.Všechny alkalické kovy (rubium, sodík, draslík, lithium, cesium, Francie) jsou dobrými redukčními činidly, to znamená, že snadno dávají elektrony jiným atomům a mění se na kladně nabité ionty. To se děje díky nízké ionizační energii - až 5 eV. Francie je nejsilnější redukční činidlo. Atomy tohoto prvku uvolňují elektrony snadněji než ostatní díky velmi nízké ionizační energii. Alkalické kovy mají pouze jeden valenční elektron a je snazší dát pryč než připojit sedm elektronů k dokončení energetické úrovně. Alkalické kovy se mohou přeměnit na kladně nabité ionty pouhým vystavením světlu.
Vodík má podobnou vlastnost. Jeho atom má jediný elektron a snadno se ho vzdává a vytváří kation.
Halogeny - fluor, brom, jod, chlor a astatin (prvky, které jsou v hlavní podskupině 7. skupiny periodické tabulky), mají vysokou elektronegativitu - vlastnost posouvat běžné páry elektronů ve sloučenině. Snadno tvoří anionty, protože již mají 7 elektronů na vnější úrovni a pouze jeden chybí k dokončení úrovně. Brom, chlor, jód a astatin mohou při kontaktu s elektronegativními prvky tvořit negativní i pozitivní ionty. Fluor nikdy netvoří pozitivní ionty, protože je to prvek s nejvyšší elektronegativitou a má vysokou ionizační energii.
Co mají atom a ion společného??
Atom a ion stejného prvku mají v jádru stejný počet protonů a neutronů.
Iont je v periodické tabulce označen stejným symbolem jako odpovídající chemický prvek, vpravo je uvedena pouze hodnota náboje.
Rozdíly mezi atomem a iontem
Hlavní rozdíl mezi atomem a iontem je v tom, že ion je nabitá částice a atom není nabitý.
Také atom a iont stejného prvku se liší hmotností kvůli rozdílu v počtu elektronů. Kationt má menší hmotnost než atom stejného prvku a anion je větší. Rozdíl mezi hmotností atomu a hmotou iontu je násobkem hmotnosti elektronu.
Ionty na rozdíl od atomů nemají vlastnosti jednoduché látky. Příkladem jsou jodové krystaly, které mají tmavě modrou barvu, v plynném stavu je fialová a její ionty jsou bezbarvé. Jodové ionty nedávají barevnou reakci se škrobem a nejsou toxické, na rozdíl od krystalů.
Podobný příklad - měď. Tento kov má zlatou červenou barvu a jeho ionty jsou zeleno-modré..
Draslík - stříbrný kov, jehož atomy aktivně reagují s vodou, zatímco ionty této látky tuto vlastnost nemají. Stejný rozdíl je charakteristický pro vlastnosti atomů a iontů sodíku.
Vodíkový kation v reakci s amoniakem tvoří amonný ion. U molekuly vodíku není taková reakce charakteristická.
Atomy se v přírodě nevyskytují samy o sobě, na rozdíl od iontů. Výjimkou jsou pouze inertní plyny, které reagují s jinými prvky pouze v extrémních podmínkách. Pokud je ion vytvořen z několika atomů, pak se výrazně liší od atomu co do velikosti a struktury. Na rozdíl od atomu nepatří iont k elementárním částicím.Iony mají úplnou vnější energetickou hladinu - je na ní 8 elektronů. Tuto vlastnost nemají žádné jiné atomy než inertní plyny..
