cel nauki
- Porównaj różne klasy jonów
kluczowe punkty
- jony powstają, gdy liczba protonów w atomie nie jest równa liczbie elektronów. Jeśli jest więcej protonów, jon jest dodatni i jest znany jako kation; jeśli jest więcej elektronów, jon jest ujemny i określany jako anion.
- jony są gatunkami wysoce reaktywnymi., Na ogół występują w stanie gazowym i nie występują w obfitości na Ziemi. Są odpychane przez podobne ładunki elektryczne i przyciągane do przeciwnych ładunków.
- Chmura elektronowa atomu określa rozmiar atomu; dodane elektrony (aniony) zwiększają odpychanie elektronów, zwiększając rozmiar jonu, podczas gdy kationy (z mniejszą ilością elektronów) są mniejsze niż atom, ponieważ w chmurze jest mniej elektronów, aby odpychać się nawzajem.,
terminy
- atom jonowy lub grupa atomów noszących ładunek elektryczny, takich jak atomy sodu i chloru w roztworze soli.
- aniony, które są naładowane ujemnie, ponieważ mają więcej elektronów niż protonów.
- kationy, które są dodatnio naładowane, ponieważ mają więcej protonów niż elektronów.
atom jest podstawową jednostką materii, która składa się z gęstego jądra złożonego z dodatnio naładowanych protonów i neutronów neutralnych, które jest otoczone chmurą ujemnie naładowanych elektronów., Jeśli atom ma taką samą liczbę protonów i elektronów, jest neutralny elektronicznie. Jeśli jednak całkowita liczba elektronów nie jest równa liczbie protonów, atom ma ładunek elektryczny netto.
każdy atom lub cząsteczka o ładunku netto, dodatnim lub ujemnym, jest znany jako Jon. Jon składający się z pojedynczego atomu jest jonem monoatomowym; jon składający się z dwóch lub więcej atomów jest określany jako Jon wielomodowy., Dodatni ładunek elektryczny protonu jest równy wielkością ujemnemu ładunkowi elektronu; zatem ładunek elektryczny netto jonu jest równy jego liczbie protonów minus jego liczbie elektronów.
jony są gatunkami wysoce reaktywnymi. Na ogół występują w stanie gazowym i nie występują w obfitości na Ziemi. Jony w stanie ciekłym lub stałym są wytwarzane, gdy sole wchodzą w interakcje z ich rozpuszczalnikami. Są odpychane przez podobne ładunki elektryczne i przyciągane do przeciwnych ładunków.
rodzaje jonów
istnieją wyspecjalizowane rodzaje jonów., Aniony mają więcej elektronów niż protony, a więc mają ujemny ładunek netto. Kationy mają więcej protonów niż elektronów, a więc mają dodatni ładunek netto. Zwitteriony są neutralne i mają zarówno dodatnie, jak i ujemne ładunki w różnych miejscach w całej cząsteczce. Aniony są na ogół większe niż cząsteczka macierzysta lub atom, ponieważ nadmiar elektronów odpychają się nawzajem i dodają do fizycznego rozmiaru obłoku elektronowego. Kationy są na ogół mniejsze od macierzystego atomu lub cząsteczki ze względu na mniejszy rozmiar ich obłoków elektronowych.,
jon jest oznaczany przez zapisanie jego ujemnego ładunku netto w indeksie górnym natychmiast po strukturze chemicznej atomu / cząsteczki. Konwencjonalnie ładunek netto jest zapisywany wielkością przed znakiem; wielkość pojedynczo naładowanych cząsteczek / atomów jest ogólnie pomijana., Jony monoatomowe są czasami również reprezentowane przez cyfry rzymskie, które wyznaczają formalny stan utlenienia pierwiastka, podczas gdy cyfry nadpisane oznaczają ładunek netto. Na przykład Fe2+ może być określany jako Fe (II). Reprezentacje te mogą być uważane za równoważne dla jonów jednoatomowych, ale cyfry rzymskie nie mogą być stosowane do jonów wieloatomowych.
jony formujące
jony mogą powstawać w wyniku jonizacji, czyli procesu utraty lub uzyskania elektronów przez atom neutralny., Ogólnie rzecz biorąc, elektrony są dodawane lub tracone z powłoki walencyjnej atomu; elektrony powłoki wewnętrznej są bardziej ściśle związane z dodatnio naładowanym jądrem, a więc nie uczestniczą w tego typu oddziaływaniu chemicznym.
Jonizacja zazwyczaj polega na przenoszeniu elektronów między atomami lub cząsteczkami. Proces ten jest motywowany osiągnięciem bardziej stabilnych konfiguracji elektronicznych, takich jak reguła oktetu, która stwierdza, że najbardziej stabilne atomy i jony mają osiem elektronów w swojej zewnętrznej (walencyjnej) powłoce., Jony poliatomowe i molekularne mogą również powstawać, na ogół przez uzyskanie lub utratę jonów elementarnych, takich jak H+, w cząsteczkach neutralnych. Jony poliatomowe są na ogół bardzo niestabilne i reaktywne.
częstym przykładem jonu jest na+. Sód ma ładunek +1, ponieważ sód ma jedenaście elektronów. Jednak zgodnie z zasadą oktetu, sód byłby bardziej stabilny z 10 elektronami (2 w jego wewnętrznej powłoce, 8 w jego zewnętrznej powłoce). Dlatego sód ma tendencję do utraty elektronu, aby stać się bardziej stabilnym. Z drugiej strony chlor ma tendencję do uzyskania elektronu, aby stać się Cl -–, Chlor naturalnie ma 17 elektronów, ale byłby bardziej stabilny z 18 elektronami (2 w jego wewnętrznej powłoce, 8 w jego drugiej powłoce i 8 w jego powłoce walencyjnej). W związku z tym chlor pobiera elektron z innego atomu, aby stać się ujemnie naładowany.