Główna różnica – atom kontra jon

Atomy są budulcem materii. Cała materia składa się z atomów. Wcześniej naukowcy uważali, że atomu nie da się dalej podzielić. Jednak późniejsze odkrycia wykazały, że atomy można dalej podzielić na cząstki subatomowe. Głównymi cząstkami subatomowymi są protony, neutrony i elektrony. Podstawowa struktura składająca się z kilku atomów nazywana jest cząsteczką. Jon jest pochodną konkretnego atomu. Główna różnica między atomem a jonem polega na tym, że atomy nie mają ładunku elektrycznego netto, podczas gdy jony mają ładunek elektryczny netto.

Kluczowe obszary objęte

1. Co to jest atom? – Definicja, podstawowe cechy i przykłady 2. Co to jest jon – Definicja, podstawowe cechy i przykłady 3. Jakie są podobieństwa między atomem a jonem? – Zarys wspólnych cech 4. Jaka jest różnica między atomem a jonem? – Porównanie kluczowych różnic

Kluczowe terminy: anion, atom, kation, elektron, jon, neutron, proton

Co to jest atom?

Atom jest podstawową jednostką wszelkiej materii. Innymi słowy, cała materia składa się z atomów. Chociaż naukowcy wcześniej uważali, że atomów nie można dalej dzielić, ta koncepcja nie jest już aktualna. Ta koncepcja została zmieniona wraz z odkryciem elektronu, protonu i jądra. Następnie opracowano teorię atomową, w której opisano strukturę atomu.

Zgodnie z nowoczesną teorią atomową atom składa się z dwóch składników. Są to jądra i orbitale atomowe. Jądro składa się z protonów, które są dodatnio naładowanymi cząstkami subatomowymi i neutronów, które są neutralnie naładowanymi cząstkami subatomowymi. Ładunek protonu wynosi +1. Wokół jądra znajduje się chmura elektronów, w której elektrony atomu poruszają się wzdłuż hipotetycznych orbitali. Elektron ma ładunek elektryczny -1. Stąd elektrony są ujemnie naładowanymi cząstkami.

Atomy pewnego pierwiastka są do siebie identyczne. Dlatego liczba protonów i neutronów obecnych w jądrze atomów jest równa dla jednego pierwiastka. Liczba elektronów wokół jądra jest taka sama dla atomów należących do tego samego pierwiastka.

Protony i neutrony sklejają się w jądrze z powodu silnych sił, które istnieją między tymi cząstkami. Siły te nazywane są interakcjami. Oddziaływania te zachodzą w wyniku wymiany bardzo małych cząstek zwanych mezony. Dlatego, aby rozbić jądro na protony i neutrony, potrzebna jest bardzo wysoka energia. Elektrony poruszają się wokół jądra. Ponieważ elektrony są naładowane ujemnie; elektrony nie są przyciągane do dodatnio naładowanych protonów w jądrze, nie spadają na jądro, ponieważ siła, która powstaje w wyniku ruchu elektronu, jest równa sile przyciągania przez jądro. Ponieważ te dwie siły równoważą się, elektrony pozostają w ruchu w określonej odległości od jądra. Ścieżka, którą poruszają się te elektrony, nazywana jest powłoką lub orbitą.

Rysunek 1: Uproszczona struktura atomowa

Strukturę atomu można podać w ten sposób, ale jest to błędne. Rzeczywista struktura jest znacznie bardziej skomplikowana niż powyższy obraz.

Atomy mogą brać udział w wiązaniach chemicznych. Atomy łączą się, tworząc cząsteczki lub związki. Te przywiązania zachodzą poprzez wiązania chemiczne. Wiązania te mogą być wiązaniami kowalencyjnymi, wiązaniami jonowymi, wiązaniami koordynacyjnymi lub wiązaniami metalicznymi. W tworzeniu tych wiązań następuje wymiana elektronów. Ale protony i neutrony w jądrze nie biorą udziału w wiązaniach chemicznych. Ale w procesie rozpadu promieniotwórczego jądro atomu przekształca się w zupełnie inne jądro poprzez konwersję protonów lub neutronów w różne cząstki wraz z emisją promieniowania.

Co to jest jon

Jon to atom lub cząsteczka, która ma ładunek elektryczny netto. Ładunek ten może być ładunkiem dodatnim lub ujemnym. Jon powstaje, gdy atom lub cząsteczka traci lub zyskuje elektrony. Na przykład, jeśli dany atom traci elektron, oznacza to, że nie ma wystarczającej liczby elektronów, aby zneutralizować całkowity dodatni ładunek jądra. Dlatego cały atom otrzymuje ładunek dodatni netto. Ale jeśli atom zyskuje elektron, to w jądrze nie ma wystarczającej ilości protonów, aby zneutralizować całkowity ładunek ujemny wszystkich elektronów. Dlatego cały atom otrzymuje ładunek ujemny netto. Ponieważ jony są gatunkami naładowanymi elektrycznie, mogą być przyciągane przez pole elektryczne. Jony ujemne są przyciągane do bieguna dodatniego, podczas gdy jony naładowane dodatnio są przyciągane do bieguna ujemnego.

Jony mogą tworzyć wiązania jonowe. Wiązanie jonowe to rodzaj wiązania chemicznego, które występuje w wyniku przyciągania elektrostatycznego między dwoma przeciwnie naładowanymi jonami. Jon ujemny tworzy wiązania jonowe z jednym lub większą liczbą jonów dodatnich w celu zneutralizowania ładunku elektrycznego netto.

Rysunek 2: Tworzenie kationów i anionów

Jony występują w dwóch rodzajach; kationy i aniony. Kationy to atomy lub cząsteczki o dodatnim ładunku netto, podczas gdy aniony to atomy lub cząsteczki o ujemnym ładunku netto. Aniony i kationy są przyciągane do siebie, ponieważ są gatunkami przeciwnie naładowanymi.

Jeśli jon jest pojedynczym atomem, to jest jonem monoatomowym. Jeśli jon jest cząsteczką, to jest jonem wieloatomowym. Atomy metali często tworzą dodatnio naładowane jony lub kationy, usuwając jeden lub więcej elektronów z najbardziej zewnętrznego orbitalu. Dzieje się tak, ponieważ atomy metalu składają się z mniejszej liczby elektronów na ich najbardziej zewnętrznej orbicie i są luźno związane z jądrem. Dlatego te elektrony mogą łatwo zostać utracone, tworząc kation, niż tworząc anion, uzyskując dużą liczbę elektronów do wypełnienia orbity. Większość niemetali ma tendencję do dzielenia się swoimi niesparowanymi elektronami, zamiast je tracić lub zyskiwać. Ale jeśli mają tendencję do stawania się jonami, zyskują elektrony, tworząc anion, zamiast stać się kationem poprzez usunięcie dużej liczby elektronów.

Podobieństwa między atomem a jonem

Różnica między atomem a jonem

Definicja

Atom: Atom jest podstawową jednostką wszelkiej materii.

Jon: Jon to atom lub cząsteczka, która ma ładunek elektryczny netto.

Ładunek elektryczny

Atom: Atomy są naładowane neutralnie.

Jon: Jony są naładowane dodatnio lub ujemnie.

Przyciąganie do pola elektrycznego

Atom: Pole elektryczne nie przyciąga atomów.

Jon: Jony są przyciągane przez pola elektryczne zgodnie z ich ładunkiem elektrycznym.

Liczba elektronów

Atom: Atomy składają się z równej liczby elektronów i protonów.

Jon: Jony składają się z nierównej liczby elektronów i protonów.

Wniosek

Atomy są podstawową jednostką całej materii, z której zbudowana jest cała materia. Atomy mogą stać się jonami poprzez zdobywanie lub usuwanie elektronów. Ale nie wszystkie jony są atomami, ponieważ istnieją cząsteczki, które mogą stać się jonami, usuwając lub zyskując elektrony przez tę cząsteczkę. Główna różnica między atomem a jonem polega na tym, że atomy nie mają netto ładunku elektrycznego, podczas gdy jony zawierają netto ładunek elektryczny.

Bibliografia:

1. Helmenstyna, Anne Marie. „Co to jest atom? (Wyjaśnienie i przykłady).” Myśl Co. n.p., b.d. Sieć. Dostępny tutaj. 10 sierpnia 2017 r. 2. „Co to jest jon?” BBC. BBC, b.d. Sieć. Dostępny tutaj. 10 sierpnia 2017 r.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Diagram atomowy” Autor: Oryginalnym przesyłającym był Fastfission z angielskiej Wikipedii – przeniesiony z en.wikipedia do Commons przez Teratornis za pomocą CommonsHelper. (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia2. „Jony” Jkwchui - Praca własna (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia