Isotope vs Ion
Τα άτομα είναι τα μικρά δομικά στοιχεία όλων των υπαρχόντων ουσιών. Υπάρχουν παραλλαγές μεταξύ διαφορετικών ατόμων. Επίσης, υπάρχουν παραλλαγές στα ίδια στοιχεία. Τα ισότοπα είναι παραδείγματα για διαφορές μέσα σε ένα μόνο στοιχείο. Επιπλέον, τα άτομα είναι ελάχιστα σταθερά υπό φυσικές συνθήκες. Σχηματίζουν διάφορους συνδυασμούς μεταξύ τους ή με άλλα στοιχεία για να υπάρχουν. Όταν σχηματίζονται αυτοί οι συνδυασμοί μπορεί να παράγουν ιόντα.
Ισότοπα
Τα άτομα του ίδιου στοιχείου μπορεί να είναι διαφορετικά. Αυτά τα διαφορετικά άτομα του ίδιου στοιχείου ονομάζονται ισότοπα. Διαφέρουν μεταξύ τους επειδή έχουν διαφορετικό αριθμό νετρονίων. Δεδομένου ότι ο αριθμός νετρονίων είναι διαφορετικός, ο μαζικός αριθμός τους διαφέρει επίσης. Ωστόσο, τα ισότοπα του ίδιου στοιχείου έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων και νετρονίων. Διαφορετικά ισότοπα υπάρχουν σε ποικίλες ποσότητες και αυτό δίνεται ως ποσοστιαία τιμή που ονομάζεται σχετική αφθονία. Για παράδειγμα, το υδρογόνο έχει τρία ισότοπα όπως το πρωτίου, το δευτέριο και το τρίτιο. Ο αριθμός των νετρονίων και η σχετική αφθονία τους είναι ως εξής.
1H – χωρίς νετρόνια, η σχετική αφθονία είναι 99,985%
2H- ένα νετρόνιο, η σχετική αφθονία είναι 0,015%
3H- δύο νετρόνια, η σχετική αφθονία είναι 0%
Ο αριθμός των νετρονίων που μπορεί να χωρέσει ένας πυρήνας διαφέρει από στοιχείο σε στοιχείο. Μεταξύ αυτών των ισοτόπων, μόνο μερικά είναι σταθερά. Για παράδειγμα, το οξυγόνο έχει τρία σταθερά ισότοπα και ο κασσίτερος έχει δέκα σταθερά ισότοπα. Τις περισσότερες φορές απλά στοιχεία έχουν τον ίδιο αριθμό νετρονίων με τον αριθμό πρωτονίων. Αλλά στα βαριά στοιχεία, υπάρχουν περισσότερα νετρόνια από τα πρωτόνια. Ο αριθμός των νετρονίων είναι σημαντικός για την εξισορρόπηση της σταθερότητας των πυρήνων. Όταν οι πυρήνες είναι πολύ βαρείς, γίνονται ασταθείς και, ως εκ τούτου, αυτά τα ισότοπα γίνονται ραδιενεργά. Για παράδειγμα, το 238 U εκπέμπει ακτινοβολία και διασπάται σε πολύ μικρότερους πυρήνες. Τα ισότοπα μπορεί να έχουν διαφορετικές ιδιότητες λόγω των διαφορετικών μαζών τους. Για παράδειγμα, μπορεί να έχουν διαφορετικά σπιν, επομένως τα φάσματα NMR διαφέρουν. Ωστόσο, ο αριθμός των ηλεκτρονίων τους είναι παρόμοιος οδηγώντας σε παρόμοια χημική συμπεριφορά.
Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα φασματόμετρο μάζας για τη λήψη πληροφοριών σχετικά με τα ισότοπα. Δίνει τον αριθμό των ισοτόπων που έχει ένα στοιχείο, τη σχετική αφθονία και τις μάζες τους.
Ιόν
Τα περισσότερα άτομα (εκτός από τα αέρια Nobel) δεν είναι σταθερά στη φύση τους επειδή δεν έχουν πλήρως γεμάτα κελύφη σθένους. Επομένως, τα περισσότερα άτομα προσπαθούν να ολοκληρώσουν το κέλυφος σθένους αποκτώντας τη διαμόρφωση αερίου Nobel. Τα άτομα το κάνουν αυτό με τρεις τρόπους.
- Με την απόκτηση ηλεκτρονίων
- Δωρίζοντας ηλεκτρόνια
- Με τη χρήση ηλεκτρονίων
Τα ιόντα παράγονται λόγω των δύο πρώτων μεθόδων (απόκτηση και δωρεά ηλεκτρονίων). Συνήθως τα ηλεκτροθετικά άτομα, τα οποία βρίσκονται σε μπλοκ s και d, τείνουν να σχηματίζουν ιόντα δίνοντας ηλεκτρόνια. Με αυτό τον τρόπο παράγουν κατιόντα. Τα περισσότερα ηλεκτραρνητικά άτομα που βρίσκονται στο μπλοκ p επιθυμούν να αποκτούν ηλεκτρόνια και να σχηματίζουν αρνητικά ιόντα. Συνήθως τα αρνητικά ιόντα είναι μεγαλύτερα σε σύγκριση με το άτομο και τα θετικά ιόντα είναι μικρότερα. Τα ιόντα μπορούν να έχουν μία μόνο φόρτιση ή πολλαπλές φορτίσεις. Για παράδειγμα, τα στοιχεία της ομάδας Ι κάνουν +1 κατιόντα και τα στοιχεία της ομάδας ΙΙ κάνουν +2 κατιόντα. Αλλά υπάρχουν στοιχεία στο μπλοκ d που μπορούν να κάνουν ιόντα +3, +4, +5, κ.λπ. Δεδομένου ότι υπάρχει μια αλλαγή στον αριθμό των ηλεκτρονίων όταν σχηματίζεται ένα ιόν, ο αριθμός των πρωτονίων δεν είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων σε ένα ιόν. Εκτός από τα παραπάνω περιγραφέντα πολυατομικά ιόντα, μπορεί να υπάρχουν και πολυατομικά και μοριακά ιόντα. Όταν τα στοιχειακά ιόντα χάνονται από τα μόρια, σχηματίζονται πολυατομικά ιόντα (π.χ.: ClO3–, NH4 +).
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Ισότοπων και Ιόντων;
• Τα ισότοπα είναι διαφορετικά άτομα του ίδιου στοιχείου. Διαφέρουν επειδή έχουν διαφορετικό αριθμό νετρονίων. Τα ιόντα είναι διαφορετικά από το άτομο, λόγω του αριθμού των ηλεκτρονίων. Τα ιόντα μπορεί να έχουν περισσότερα ή λιγότερα ηλεκτρόνια από το αντίστοιχο άτομο.
• Τα ιόντα είναι φορτισμένα είδη, αλλά τα ισότοπα είναι ουδέτερα.
• Τα ισότοπα των στοιχείων μπορούν να συμμετέχουν στο σχηματισμό ιόντων.
