Изотоп срещу Йон
Атомите са малките градивни елементи на всички съществуващи вещества. Има вариации между различните атоми. Също така има вариации в рамките на едни и същи елементи. Изотопите са примери за разлики в рамките на един елемент. Освен това атомите едва ли са стабилни при естествени условия. Те образуват различни комбинации помежду си или с други елементи, за да съществуват. Когато образуват тези комбинации, те могат да произвеждат йони.
Изотопи
Атомите на един и същ елемент могат да бъдат различни. Тези различни атоми на един и същ елемент се наричат изотопи. Те се различават един от друг, като имат различен брой неутрони. Тъй като неутронното число е различно, масовото им число също се различава. Изотопите на един и същ елемент обаче имат еднакъв брой протони и неутрони. Различни изотопи присъстват в различни количества и това се дава като процентна стойност, наречена относително изобилие. Например, водородът има три изотопа като противо, деутерий и тритий. Техният брой неутрони и относително изобилие са както следва.
1 H - без неутрони, относителното изобилие е 99,985%
2 H - един неутрон, относителното изобилие е 0,015%
3 H - два неутрона, относителното изобилие е 0%
Броят на неутроните, които едно ядро може да задържи, се различава от елемент на елемент. Сред тези изотопи само някои са стабилни. Например кислородът има три стабилни изотопа, а калайът има десет стабилни изотопа. В повечето случаи простите елементи имат същото неутронно число като протонното число. Но в тежките елементи има повече неутрони, отколкото протоните. Броят на неутроните е важен за балансиране на стабилността на ядрата. Когато ядрата са твърде тежки, те стават нестабилни и следователно тези изотопи стават радиоактивни. Например 238U излъчва радиация и се разпада до много по-малки ядра. Изотопите могат да имат различни свойства поради различните си маси. Например, те могат да имат различни завъртания, поради което техните ЯМР спектри се различават. Техният електронен брой обаче е подобен, което води до подобно химично поведение.
Масов спектрометър може да се използва за получаване на информация за изотопите. Той дава броя на изотопите, които има даден елемент, тяхното относително изобилие и маси.
Йон
Повечето от атомите (с изключение на Нобеловите газове) не са стабилни по природа, тъй като нямат напълно запълнени валентни черупки. Следователно повечето атоми се опитват да завършат валентната обвивка, като получават конфигурация на Нобелов газ. Атомите правят това по три начина.
- Чрез получаване на електрони
- Чрез даряване на електрони
- Чрез взимане на електрони
Йоните се произвеждат поради първите два метода (получаване и отдаване на електрони). Обикновено електропозитивните атоми, които са в s блок и d блок, са склонни да образуват йони чрез отдаване на електрони. По този начин те произвеждат катиони. Повечето ектронегативни атоми, които са в p блока, обичат да получават електрони и да образуват отрицателни йони. Обикновено отрицателните йони са по-големи в сравнение с атома, а положителните йони са по-малки. Йоните могат да имат едно зареждане или няколко зареждания. Например, елементи от група I правят +1 катиони, а елементи от група II правят +2 катиона. Но в d блока има елементи, които могат да направят + 3, + 4, +5 йона и т.н. Тъй като има промяна в броя на електроните при образуване на йон, броят на протоните не е равен на броя на електроните в йон. Различни от гореописаните многоатомни йони,може да има и многоатомни и молекулни йони. Когато елементарните йони се загубят от молекулите, се образуват многоатомни йони (напр. ClO3 -, NH 4 +).
Каква е разликата между изотопите и йоните?
• Изотопите са различни атоми на един и същ елемент. Те се различават по различен брой неутрони. Йоните са различни от атома, поради броя на електроните. Йоните могат да имат повече или по-малко електрони от съответния атом.
• Йони са заредени видове, но изотопите са неутрални.
• Изотопите на елементите могат да участват в образуването на йони.
