- Atom neutralny vs jon
- Na vs Na
- Neutralne cząsteczki
- Przykłady
- Tlen
- Miedź
- Gazy szlachetne
- Stopy metali
- Bibliografia
Obojętny atom jest, że brak ładunku elektrycznego ze względu na kompromis między liczbą jego protonów i elektronów. Obie są naładowanymi elektrycznie cząstkami subatomowymi.
Protony są aglomerowane z neutronami i tworzą jądro; podczas gdy elektrony są rozmyte, tworząc chmurę elektroniczną. Kiedy liczba protonów w atomie, równa liczbie atomowej (Z), równa się liczbie elektronów, mówi się, że istnieje kompromis między ładunkami elektrycznymi w atomie.
Atom wodoru. Źródło: Mets501 za pośrednictwem Wikipedii.
Na przykład, masz atom wodoru (górny obraz), który ma proton i elektron. Proton jest umieszczony w centrum atomu jako jego jądro, podczas gdy elektron krąży wokół otaczającej przestrzeni, pozostawiając regiony o niższej gęstości elektronów, gdy oddala się od jądra.
Jest to atom neutralny, ponieważ Z jest równe liczbie elektronów (1p = 1e). Gdyby atom H stracił ten pojedynczy proton, jego promień skurczyłby się i przeważałby ładunek na protonie , stając się kationem H + (hydron). Z drugiej strony, gdyby zyskał elektron, miałby dwa elektrony i stałby się anionem H - (wodorek).
Atom neutralny vs jon
Na przykładzie neutralnego atomu H stwierdzono, że liczba protonów jest równa liczbie elektronów (1p = 1e); sytuacja, która nie występuje w przypadku jonów pochodzących z utraty lub zdobycia elektronu .
Jony powstają w wyniku zmiany liczby elektronów, spowodowanej ich zdobyciem (-) lub utratą (+) przez atom.
W atomie kationu H + ładunek walencyjny pojedynczego protonu przeważa nad całkowitym brakiem elektronu (1p> 0e). Dotyczy to wszystkich innych cięższych atomów (np> ne) w układzie okresowym.
Chociaż obecność ładunku dodatniego może wydawać się nieistotna, zmienia ona po przekątnej charakterystykę danego pierwiastka.
Z kolei w atomie anionu H - ujemny ładunek dwóch elektronów przeważa nad jedynym protonem jądra (1p <2e). Podobnie inne aniony o większej masie mają nadmiar elektronów w stosunku do liczby protonów (np
Na vs Na
Bardziej znanym przykładem jest metaliczny sód. Jego neutralny atom Na, przy Z = 11, ma 11 protonów; dlatego musi być 11 elektronów, aby skompensować dodatnie ładunki (11p = 11e).
Sód, będąc silnie elektrododatnim pierwiastkiem metalicznym, bardzo łatwo traci elektrony; w tym przypadku traci tylko jedną warstwę walencyjną (11p> 10e). W ten sposób powstaje kation Na + , który oddziałuje elektrostatycznie z anionem; jako chlorek, Cl - , w soli chlorku sodu, NaCl.
Metaliczny sód jest trujący i żrący, a jego kationy są nawet obecne w komórkach. Pokazuje to, jak właściwości pierwiastka mogą się radykalnie zmienić, gdy zyskuje lub traci elektrony.
Z drugiej strony anion Na - (hipotetycznie sodu) nie istnieje; a gdyby mógł powstać, byłby wyjątkowo reaktywny, ponieważ pozyskiwanie elektronów jest sprzeczne z chemiczną naturą sodu. Na - miałoby 12 elektronów, przekraczając dodatni ładunek swojego jądra (11p <12e).
Neutralne cząsteczki
Atomy są połączone kowalencyjnie, dając początek cząsteczkom, które można również nazwać związkami. W cząsteczce nie można izolować jonów; zamiast tego istnieją atomy z formalnym ładunkiem dodatnim lub ujemnym. Te naładowane atomy wpływają na ładunek sieciowy cząsteczki, przekształcając ją w jon poliatomowy.
Aby cząsteczka była obojętna, suma ładunków formalnych jej atomów musi być równa zeru; lub, prościej, wszystkie jego atomy są neutralne. Jeśli atomy tworzące cząsteczkę są obojętne, to też będzie.
Na przykład, mamy cząsteczkę wody, H 2 O. Jej dwa atomy H są obojętne, podobnie jak atom tlenu. Nie można ich przedstawić w taki sam sposób, jak pokazano na obrazku atomu wodoru; ponieważ chociaż jądro się nie zmienia, chmura elektroniczna tak.
Z drugiej strony jon hydroniowy, H 3 O + , posiada częściowo dodatnio naładowany atom tlenu. Oznacza to, że w tym jonie wieloatomowym traci on elektron, a zatem liczba jego protonów jest większa niż liczba jego elektronów.
Przykłady
Tlen
Neutralny atom tlenu ma 8 protonów i 8 elektronów. Kiedy zyskuje dwa elektrony, tworzy tak zwany anion tlenkowy O 2- . Przeważają w nim ładunki ujemne z nadmiarem dwóch elektronów (8p <10e).
Neutralne atomy tlenu mają dużą skłonność do reagowania i wiązania się ze sobą, tworząc O 2 . Z tego powodu nie ma tam „luźnych” atomów O, które same nie reagują z niczym. Wszystkie znane reakcje tego gazu przypisuje się tlenowi cząsteczkowemu O 2 .
Miedź
Miedź ma 29 protonów i 29 elektronów (oprócz neutronów). W przeciwieństwie do tlenu, jego neutralne atomy można znaleźć w przyrodzie ze względu na jego metaliczne wiązanie i względną stabilność.
Podobnie jak sód, ma tendencję do tracenia elektronów zamiast ich pozyskiwania. Biorąc pod uwagę jego konfigurację elektroniczną i inne aspekty, może stracić jeden lub dwa elektrony, stając się odpowiednio kationami miedziawymi Cu + lub miedziowym Cu 2+ .
Kation Cu + ma o jeden elektron mniej (29p <28e), a Cu 2+ stracił dwa elektrony (29p <27e).
Gazy szlachetne
Gazy szlachetne (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) są jednymi z nielicznych pierwiastków, które istnieją w postaci ich neutralnych atomów. Ich liczby atomowe to odpowiednio: 2, 10, 18, 36, 54 i 86. Nie zdobywają ani nie tracą elektronów; chociaż ksenon, Xe, może tworzyć związki z fluorem i tracić elektrony.
Stopy metali
Metale, jeśli są chronione przed korozją, mogą zachować neutralność swoich atomów, połączonych metalowymi wiązaniami. W stopach, stałych roztworach metali, atomy pozostają (w większości) obojętne. Na przykład w mosiądzu znajdują się neutralne atomy Cu i Zn.
Bibliografia
- Jetser Carasco. (2016). Co to jest neutralny atom? Odzyskane z: Introduction-to-physics.com
- Oznaczenia, Samuel. (25 kwietnia 2017). Przykłady atomów innych niż neutralne. Nauka. Odzyskany z: sciencing.com
- Chem4kids. (2018) Patrząc na jony. Źródło: chem4kids.com
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemia. (8th ed.). CENGAGE Learning.
- Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (Czwarta edycja). Mc Graw Hill.