Изотоп срещу йон
Атомите са малките градивни елементи на всички съществуващи вещества. Има вариации между различните атоми. Освен това има вариации в 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 между тях или с други елементи, за да съществуват. При образуването на тези комбинации те могат да произвеждат йони.
Изотопи
Атомите на един и същи елемент могат да бъдат различни. Тези различни атоми на един и същи елемент се наричат изотопи. Те се различават един от друг по това, че имат различен брой неутрони. Тъй като числото на неутроните е различно, тяхното масово число също се различава. Изотопите на един и същ елемент обаче имат еднакъв брой протони и неутрони. Различните изотопи присъстват в различни количества и това се дава като процентна стойност, наречена относително изобилие. Например, водородът има три изотопа като протий, деутерий и тритий. Техният брой неутрони и относителното им съдържание са както следва.
1H – няма неутрони, относителното изобилие е 99,985%
2H- един неутрон, относителното изобилие е 0,015%
3H- два неутрона, относителното изобилие е 0%
Броят неутрони, които едно ядро може да побере, се различава от елемент до елемент. Сред тези изотопи само някои са стабилни. Например кислородът има три стабилни изотопа, а калайът има десет стабилни изотопа. През повечето време простите елементи имат същото неутронно число като протонното число. Но в тежките елементи има повече неутрони, отколкото протони. 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 238 U 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 брой електрони обаче е подобен, което води до подобно химическо поведение.
Масов спектрометър може да се използва за получаване на информация за изотопи. Той дава броя на изотопите, които даден елемент има, тяхното относително изобилие и маси.
Йон
Повечето от атомите (с изключение на нобеловите газове) не са стабилни в природата, защото нямат напълно запълнени валентни обвивки. Следователно повечето атоми се опитват да завършат валентната обвивка, като получат конфигурацията на нобелов газ. Атомите правят това по три начина.
- Чрез получаване на електрони
- Чрез даряване на електрони
- Чрез споделяне на електрони
Йони се произвеждат поради първите два метода (получаване и отдаване на електрони). Обикновено електроположителните атоми, които са в s блок и d блок, са склонни да образуват йони чрез даряване на електрони. По този начин те произвеждат катиони. Повечето електроотрицателни 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 един заряд или множество заряди. Например елементите от група I образуват +1 катиони, а елементите от група II правят +2 катиони. Но има елементи в d блока, които могат да направят +3, +4, +5 йони и т.н. Тъй като има промяна в броя на електроните при образуването на йон, броят на протоните не е равен на броя на електроните в йон. Освен описаните по-горе многоатомни йони, може да има и многоатомни и молекулярни йони. Когато елементарните йони се загубят от молекулите, се образуват многоатомни йони (напр.: ClO3–, NH4 +).
Каква е разликата между изотопи и йони?
• Изотопите са различни атоми на един и същи елемент. Те се различават по това, че имат различен брой неутрони. Йоните са различни от атома поради броя на електроните. Йоните могат да имат повече или по-малко електрони от съответния атом.
• Йоните са заредени видове, но изотопите са неутрални.
• Изотопите на елементите могат да участват в образуването на йони.
