Kemiallinen alkuaine koostuu useista yksiköistä, joilla on itsenäiset ominaisuutensa, toiminnonsa ja kemiansa eri tyyppisten tai muiden yksiköiden kanssa. Näiden pienten segmenttien ansiosta elementillä on ainutlaatuiset roolinsa, näkökulmansa ja käyttötarkoituksensa. Kaksi niistä on- 1. Atomi 2. Ioni.
Atom vs Ion
Suurin ero atomin ja ionin välillä on, että atomi on sähköisesti neutraali ja ioni on sähköisesti varautunut. Syy atomin neutraalin sähkövarauksen takana on sama määrä protoneja ja elektroneja. Toisaalta ionilla on itsenäinen positiivinen tai negatiivinen varaus.
Pienintä kemiallisen alkuaineen pitoisuutta kutsutaan atomiksi, joka koostuu protoneista, elektroneista ja neutroneista. Lähes kaikki atomin massa on vastuussa ytimen takia. Hiukkasia, joissa on positiivinen varaus, kutsutaan protoneiksi, hiukkasia, joilla on negatiivinen varaus, kutsutaan elektroneiksi ja hiukkasia, joilla ei ole varausta, kutsutaan neutroneiksi.
Ioni on se osa kemiallista alkuainetta, jolla on nettosähkövaraus. Ionissa ei ole yhtä paljon elektroneja ja protoneja, minkä vuoksi sillä on nettosähkövaraus. Ioneja on kahta tyyppiä - (1) kationi (2) anioni. Positiivisen varauksen omaavaa ionia, joka sisältää rajoitetusti elektroneja, kutsutaan kationiksi. Ionia, jolla on negatiivinen varaus ja joka sisältää ylimääräisiä elektroneja, kutsutaan anioniksi. Sekä kationit että anionit ovat vastakkaisesti varautuneita, ja siksi ne houkuttelevat toisiaan, ja niiden tuloksena oleva tuote on ioniyhdiste.
Vertailutaulukko atomin ja ionin välillä
| Vertailuparametrit | Atomi | Ioni |
| Määritelmä | Pienin kemiallisen alkuaineen pitoisuus tunnetaan atomina. | Kemiallisen alkuaineen varautunut subatominen hiukkanen tunnetaan ionina. |
| Ensin löydetty vuonna | 450 eaa. | 1834 |
| Löysi ensimmäisenä | Demokritos | Michael Faraday |
| Terminologia | Johtuu antiikin kreikan sanasta "atomos" | Johtuu antiikin kreikan sanasta "ἰόν" |
| Esimerkkejä | Neon, vety, happi, argon, rauta, kalsium, fluori, kloori, natrium, plutonium, deuterium, hiili, rikki, bromi, jodi, kalium, kupari, boori, litium, koboltti, nikkeli | yksiatomiset ionit - F−, Cl−, Br−, minä−, Li+Polyatomiset ionit - SO42–, CO32−Ioniyhdisteet - natriumkloridi, kaliumkloridi |
| Bibliografiset viittaukset | Andrew G. van Melsenin "Atomista atomiksi: atomin käsitteen historia", John L. Heilbronin "Ernest Rutherford ja atomien räjähdys", Jaume Navarron "Elektronin historia" | Frank Pressin ja Raymond Sieverin "Earth" 14. painos, Glenn Knollin "Radiation Detection and Measurement" |
Mikä on Atom?
Yleisesti ottaen kemiallisen alkuaineen pienintä pitoisuutta tai pienintä ainehiukkasta kutsutaan atomiksi. Atomin pääsisältö on protoni, neutroni ja elektronit. Protoneilla on positiivinen varaus. Elektroneilla on negatiivinen varaus. Neutroneilla ei ole varausta. Esimerkkejä atomeista ovat vety, happi, skandium, lyijy, kupari, elohopea, natrium, uraani, kryptoni, ksenoni, barium, rikki.
Useat tutkijat ovat esittäneet useita teorioita ja oletuksia atomin fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksista, luonteesta, käyttäytymisestä ja muista parametreista. Englantilainen kemisti John Dalton löysi ja esitti tällä hetkellä tunnetun ”monisuhteiden lain” teorian, jossa hän päätteli, että useat kemialliset alkuaineet koostuvat erilaisista massasuhteista ja joiden vuoksi niiden kokonaismäärä kemiallisessa yhdisteessä on erilainen.
Se johtui Sir J.J. Thomsonille, että maailma tutustui siihen, että atomissa on myös muuta sisältöä, nimittäin ydin. Hänen ytimen löytönsä perustui "luumuvanukasmalliin", joka teki varmaksi, että atomi koostuu ytimestä sekä elektroneista, protoneista ja neuroneista. Vaikka Ernest Rutherford atomia koskevilla epifanioillaan voitti vaikeudet, jotka löytyivät Thomsonin atomimallista.
Atomin historia ja siihen liittyvät erilaiset löydöt sai alkunsa kauan sitten kreikkalaisissa ja intialaisissa muinaisissa kulttuureissa, ja sen jälkeen tehtiin siitä erilaisia löytöjä, kuten useiden suhteiden laki, kaasujen kineettinen teoria, Brownin liike, atomin löytö. ydin, neutroni, isotoopit ja elektroni, oli mahdollista. Tällä hetkellä koko maailma tuntee kaikenlaista atomia koskevaa tietoa näiden merkittävien ja parannettujen teorioiden ansiosta.
Atomilla oli useita ominaisuuksia, kuten ydinominaisuudet, massa, muoto ja koko, magneettimomentti, energiatasot, valenssi ja sitoutumiskäyttäytyminen muihin atomeihin, tiloihin jne. Modernin jaksollisen järjestelmän mukaan vety on alkuaine, jolla on vähiten siinä olevien atomien määrä.
Mikä Ion on?
Kemiallisen alkuaineen varautunut subatominen hiukkanen tunnetaan ionina. Ionilla on useita alakategorioita. Varauksensa perusteella ionien kaksi päätyyppiä ovat kationeja ja anioneja. Kationeissa on positiivinen varaus. Toisaalta anioneilla on negatiivinen varaus.
Lisäksi se luokitellaan siinä olevien atomien lukumäärän perusteella. Ioneja, joissa on yksi atomi, kutsutaan yksiatomisiksi ioneiksi. Päinvastoin, polyatomiset ionit ovat ioneja, joissa on kaksi tai useampia atomia. Sekä moni- että yksiatomiset ionit voivat olla joko kationeja tai anioneja. Koska ne ovat vastakkaisesti varautuneita, ne vetävät toisiaan puoleensa ja muodostavat ionisidoksen, ja tuloksena oleva tuote on ioniyhdiste. Esimerkkejä yksiatomisista ioneista ovat F−, Cl−, Br−, I−, Li+, Na+, Rb+. Esimerkkejä moniatomisista ioneista ovat SO42–, CO32–, CrO42-, PO43-, BO33-. Esimerkkejä ionisista yhdisteistä ovat kaliumkloridi, natriumkloridi, kalsiumoksidi, magnesiumsulfidi, natriumfosfidi, litiumasetaatti, hopeabromidi, hopeanitraatti.
Michael Faraday ja hänen kirjeenvaihtonsa William Whewell tekivät ensimmäisen löydön ionista vuonna 1834. Faraday ei silloin tiennyt ionin luonnetta, mutta hän uskoi, että ioni tarvitsee vesipitoista väliainetta kulkeakseen elektrodilta toiselle. Whewell keksi termit katodi, anodi, kationit ja anionit.
Toinen avainhenkilö ionin historiassa on Svante Arrhenius. Arrhenius esitti hypoteesissaan vuonna 1884 oikeutuksen kiinteiden kiteisten suolojen hajoamiselle pareiksi varautuneiksi hiukkasiksi. Hän uskoi myös, että ioneja muodostuu sähkövirran puuttumisesta huolimatta.
Ioneilla on useita ominaisuuksia, kuten yhteinen ionivaikutus, ionisaatioaste, ionisaatio, ionisaatiopotentiaali, ionisidos, epäorgaaniset ionit, ioninsiirto, elektrodi-ionisaatio, kinonoidi-kaksoisioni, tunneliionisaatio jne. Ioneilla on useita päivittäisiä ja teollisia sovelluksia, kuten esim. osoituksena veden laadusta, ilmanpuhdistuksesta, niitä käytetään palovaroittimissa jne.
Tärkeimmät erot atomin ja ionin välillä
Johtopäätös
Atomit ja ionit ovat molemmat tärkeitä osia yhdisteissä ja alkuaineissa, joita näemme nykyään ympärillämme. Heidän vaihtelevasta historiastaan ja laajennetuista opintohaaroistaan eri aiheissa, kuten kemiassa, fysiikassa, ydintieteessä, rakettitieteessä ja muissa, on tapahtunut erilaisia keksintöjä ja löytöjä niiden tehokkuuden vuoksi kemiallisessa alkuaineessa/yhdisteessä, joka on ollut suuri apu ihmiskunnalle.
Ukrainan Tšernobylin ydinvoimalan räjähdyksessä viranomaiset hidastivat säteilysaasteiden leviämistä kaatamalla booria, hiekkaa ja savea valtavia määriä räjähtäneen reaktorin alueelle. Se oli ioni- ja atomitiede, jota käytettiin miljoonien ja biljoonien ihmishenkien pelastamiseen Neuvostoliitossa.
Eri tieteenalat ovat kasvaneet ja kehittyneet vastaaviksi edistyneiksi muodoiksi ioneja ja atomeja koskevien perustietojen ansiosta. Tieteen maailmassa on saavutettu erilaisia sovelluksia ja virstanpylväitä ionien ja atomien perustan vuoksi.
