Ιόντα εναντίον Ηλεκτρονίων
Υπάρχουν πολλές διαφορές μεταξύ ηλεκτρονίων και ιόντων. το μέγεθος, το φορτίο και η φύση είναι μερικά από αυτά. Τα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά φορτισμένα μικροσωματίδια και τα ιόντα είναι είτε αρνητικά είτε θετικά φορτισμένα μόρια ή άτομα. Οι ιδιότητες των ηλεκτρονίων εξηγούνται χρησιμοποιώντας την «κβαντική μηχανική». Αλλά οι ιδιότητες των ιόντων μπορούν να εξηγηθούν χρησιμοποιώντας τη γενική χημεία. Το ηλεκτρόνιο (σύμβολο: β- ή ℮-) είναι ένα υποατομικό σωματίδιο και δεν έχει υποσωματίδια ή υποδομές. Ωστόσο, τα ιόντα μπορούν να έχουν ακόμη πιο πολύπλοκες δομές με υποσυστατικά.
Τι είναι ένα ηλεκτρόνιο;
Το Το ηλεκτρόνιο ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον Τζ. Ο J. Thompson το 1906 ενώ δούλευε με καθοδικές ακτίνες που ονομάζονται δέσμες ηλεκτρονίων. Βρήκε ότι τα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά φορτισμένα μικροσωματίδια. Τα αποκαλούσε «σωμάτια». Επιπλέον, διαπίστωσε ότι το ηλεκτρόνιο είναι στοιχείο του ατόμου και είναι πάνω από 1000 φορές μικρότερο από το άτομο του υδρογόνου. Το μέγεθος του ηλεκτρονίου είναι περίπου 1/1836 ενός πρωτονίου.
Σύμφωνα με τη θεωρία του Bohr, τα ηλεκτρόνια περιφέρονται γύρω από τον πυρήνα. Αλλά αργότερα, ως αποτέλεσμα επιστημονικών πειραμάτων, διαπιστώθηκε ότι τα ηλεκτρόνια συμπεριφέρονται περισσότερο σαν ηλεκτρομαγνητικά κύματα παρά τα σωματίδια που βρίσκονται σε τροχιά.
Τι είναι ένα ιόν;
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, τα ιόντα είναι είτε αρνητικά είτε θετικά φορτισμένα μόρια ή άτομα. Τόσο τα άτομα όσο και τα μόρια μπορούν να σχηματίσουν ιόντα δεχόμενοι ή αφαιρώντας ηλεκτρόνια. Αποκτούν θετικό φορτίο (K+, Ca2+, Al3+) αφαιρώντας ηλεκτρόνια και αποκτώ αρνητικό φορτίο (Cl–, S2-, AlO3–) με την αποδοχή ηλεκτρονίων. Όταν σχηματίζεται ένα ιόν, ο αριθμός των ηλεκτρονίων δεν είναι ίσος με τον αριθμό των πρωτονίων. Ωστόσο, δεν αλλάζει τον αριθμό των πρωτονίων στο άτομο/μόριο. Το κέρδος ή η απώλεια ενός ή περισσότερων ηλεκτρονίων έχει σημαντική επίδραση στις φυσικές και χημικές ιδιότητες του γονικού ατόμου/μορίου.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ηλεκτρονίων και ιόντων;
Ηλεκτρική φόρτιση:
• Τα ηλεκτρόνια θεωρούνται ως αρνητικά φορτισμένα στοιχειώδη σωματίδια, αλλά μπορεί να είναι είτε θετικά είτε αρνητικά.
• Τα ιόντα με θετικό φορτίο ονομάζονται «θετικά ιόντα» και ομοίως τα ιόντα με αρνητικό φορτίο ονομάζονται «αρνητικά ιόντα». Τα ιόντα σχηματίζονται με την αποδοχή ή τη δωρεά ηλεκτρονίων.
– Παραδείγματα θετικών ιόντων: Na+, Ca2+, Al3+, Pb4+, NH4+
- Παραδείγματα αρνητικών ιόντων: Cl–, S2-, AlO3 –
Μέγεθος:
• Τα ηλεκτρόνια είναι εξαιρετικά μικρότερα σωματίδια σε σύγκριση με τα ιόντα.
• Το μέγεθος των ιόντων ποικίλλει ανάλογα με διάφορους παράγοντες.
• Το μέγεθος ενός ηλεκτρονίου είναι μια σταθερή τιμή. είναι περίπου το 1/1836 ενός πρωτονίου.
Ατομική Δομή:
• Τα ηλεκτρόνια δεν είναι πολυατομικά ή μονοατομικά. Τα ηλεκτρόνια δεν συνδυάζονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν ενώσεις.
• Τα ιόντα μπορεί να είναι πολυατομικά ή μονατομικά. Τα μονοατομικά ιόντα περιέχουν μόνο ένα άτομο, ενώ τα πολυατομικά ιόντα περιέχουν περισσότερα από ένα άτομα.
– Μονατομικά ιόντα: Na+, Ca2+, Al3+, Pb4+
– Πολυατομικά ιόντα: ClO3–, SO4 3-
Σωματίδια:
• Τα ηλεκτρόνια είναι μικροσωματίδια και διαθέτουν ιδιότητες κύματος-σωματιδίου (δυαδικότητα κύματος-σωματιδίου).
• Τα ιόντα θεωρούνται μόνο ως σωματίδια.
Στοιχεία:
• Τα ηλεκτρόνια θεωρούνται ως στοιχειώδη σωματίδια. Με άλλα λόγια, τα ηλεκτρόνια δεν μπορούν να χωριστούν σε μικρότερα συστατικά ή υποδομές.
• Όλα τα ιόντα έχουν υποσυστατικά. Για παράδειγμα, τα πολυατομικά ιόντα περιέχουν διάφορα άτομα. Τα άτομα μπορούν περαιτέρω να υποδιαιρεθούν σε νετρόνια, πρωτόνια, ηλεκτρόνια κ.λπ.
Ιδιότητες:
• Όλα τα ηλεκτρόνια έχουν παρόμοιες ιδιότητες κυματοσωματιδίων, οι οποίες μπορούν να εξηγηθούν χρησιμοποιώντας την κβαντομηχανική.
• Οι χημικές και φυσικές ιδιότητες των ιόντων ποικίλλουν από ιόν σε ιόν. Με άλλα λόγια, διαφορετικά ιόντα έχουν διαφορετικές χημικές και φυσικές ιδιότητες.
