Izotops pret jonu
Atomi ir visu esošo vielu mazie celtniecības bloki. Starp dažādiem atomiem ir variācijas. Vienos un tajos pašos elementos ir arī variācijas. Izotopi ir viena elementa atšķirību piemēri. Turklāt dabiskos apstākļos atomi gandrīz nav stabili. Lai izveidotos, tie veido dažādas kombinācijas starp tiem vai ar citiem elementiem. Veidojot šīs kombinācijas, tie var radīt jonus.
Izotopi
Viena elementa atomi var būt dažādi. Šos viena elementa dažādos atomus sauc par izotopiem. Tie atšķiras viens no otra ar atšķirīgu neitronu skaitu. Tā kā neitronu skaits ir atšķirīgs, atšķiras arī to masas skaitlis. Tomēr viena elementa izotopiem ir vienāds protonu un neitronu skaits. Dažādi izotopi atrodas dažādos daudzumos, un to norāda kā procentuālo vērtību, ko sauc par relatīvo bagātību. Piemēram, ūdeņradim ir trīs izotopi kā protium, deitērijs un tritijs. Viņu neitronu skaits un relatīvā pārpilnība ir šāda.
1 H - neitronu nav, relatīvā pārpilnība ir 99,955%
2 H - viens neitrons, relatīvā pārpilnība ir 0,015%
3 H - divi neitroni, relatīvā pārpilnība ir 0%
Neitronu skaits, ko var turēt kodols, katram elementam ir atšķirīgs. Starp šiem izotopiem tikai daži ir stabili. Piemēram, skābeklim ir trīs stabili izotopi, un alvai ir desmit stabili izotopi. Lielākoties vienkāršajiem elementiem ir tāds pats neitronu skaits kā protonu skaitam. Bet smagajos elementos ir vairāk neitronu nekā protonos. Neitronu skaits ir svarīgs, lai līdzsvarotu kodolu stabilitāti. Kad kodoli ir pārāk smagi, tie kļūst nestabili un tāpēc šie izotopi kļūst radioaktīvi. Piemēram, 238. lppU izstaro starojumu un sadalās daudz mazākos kodolos. Izotopiem var būt atšķirīgas īpašības to atšķirīgās masas dēļ. Piemēram, tiem var būt dažādi griezieni, tādējādi viņu KMR spektri atšķiras. Tomēr to elektronu skaits ir līdzīgs, izraisot līdzīgu ķīmisko uzvedību.
Masas spektrometru var izmantot, lai iegūtu informāciju par izotopiem. Tas norāda elementa izotopu skaitu, to relatīvo daudzumu un masu.
Jons
Lielākajai daļai atomu (izņemot nobela gāzes) nav stabila rakstura, jo tiem nav pilnībā piepildītu valences čaumalu. Tāpēc lielākā daļa atomu mēģina pabeigt valences apvalku, iegūstot nobela gāzes konfigurāciju. Atomi to dara trīs veidos.
- Iegūstot elektronus
- Ziedojot elektronus
- Izkarsējot elektronus
Joni rodas divu pirmo metožu (elektronu iegūšana un ziedošana) dēļ. Parasti elektropozitīvie atomi, kas atrodas s blokā un d blokā, mēdz veidot jonus, ziedojot elektronus. Ar šo līdzekli viņi ražo katjonus. Lielākajai daļai p blokā esošo ektronegatīvo atomu patīk iegūt elektronus un veidot negatīvus jonus. Parasti negatīvie joni ir lielāki, salīdzinot ar atomu, un pozitīvie joni ir mazāki. Joniem var būt viena uzlāde vai vairākas uzlādes. Piemēram, I grupas elementi veido +1 katjonus, bet II grupas elementi - + 2 katjonus. Bet d blokā ir elementi, kas var radīt + 3, + 4, +5 jonus utt. Tā kā, veidojot jonu, notiek elektronu skaita izmaiņas, protonu skaits nav vienāds ar elektronu skaitu jonā. Izņemot iepriekš aprakstītos daudzatomu jonus,var būt arī poliatomi un molekulārie joni. Kad no molekulām tiek zaudēti elementu joni, veidojas daudzatomu joni (piemēram: ClO3 -, NH 4 +).
Kāda ir atšķirība starp izotopiem un jonu?
• Izotopi ir dažādi viena elementa atomi. Tie atšķiras ar atšķirīgu neitronu skaitu. Joni atšķiras no atoma elektronu skaita dēļ. Joniem var būt vairāk vai mazāk elektronu nekā attiecīgajam atomam.
• Joni ir uzlādētas sugas, bet izotopi ir neitrāli.
• Elementu izotopi var piedalīties jonu veidošanā.
