Izotóp vs ion
Az atomok az összes létező anyag kis építőkövei. A különböző atomok között eltérések vannak. Ezenkívül ugyanazon elemeken belül is vannak eltérések. Az izotópok példák az egyetlen elemen belüli különbségekre. Ráadásul az atomok aligha stabilak természetes körülmények között. Különféle kombinációkat alkotnak közöttük vagy más elemekkel a létezés érdekében. E kombinációk kialakításakor ionokat termelhetnek.
Izotópok
Ugyanannak az elemnek az atomjai különbözőek lehetnek. Ugyanazon elem különböző atomjait izotópoknak nevezzük. Különböző neutronszámuk különbözik egymástól. Mivel a neutronszám eltérő, a tömegszámuk is különbözik. Ugyanannak az elemnek az izotópjai azonban ugyanannyi protont és neutront tartalmaznak. A különböző izotópok változó mennyiségben vannak jelen, és ezt százalékos értékként adjuk meg, amelyet relatív bőségnek neveznek. Például a hidrogénnek három izotópja van: protium, deutérium és trícium. Neutronszámuk és relatív abundanciájuk a következő.
1H – nincsenek neutronok, a relatív abundancia 99,985%
2H-egy neutron, relatív abundanciája 0,015%
3H- két neutron, relatív abundanciája 0%
Az atommagban tárolható neutronok száma elemenként eltérő. Ezen izotópok közül csak néhány stabil. Például az oxigénnek három stabil izotópja van, az ónnak pedig tíz stabil izotópja van. Az egyszerű elemek legtöbbször ugyanazzal a neutronszámmal rendelkeznek, mint a protonszámok. De a nehéz elemekben több neutron van, mint a protonokban. A neutronok száma fontos az atommagok stabilitásának egyensúlyához. Ha az atommagok túl nehézek, instabillá válnak, és ezért ezek az izotópok radioaktívvá válnak. Például 238 U sugárzást bocsát ki, és sokkal kisebb atommagokra bomlik. Az izotópok eltérő tömegűek lehetnek. Például eltérő lehet a spinük, így az NMR-spektrumuk is eltérő. Az elektronszámuk azonban hasonló, ami hasonló kémiai viselkedést eredményez.
A tömegspektrométer segítségével információt szerezhetünk az izotópokról. Megadja az elem izotópjainak számát, relatív mennyiségét és tömegét.
Ion
Az atomok többsége (a nemesgázok kivételével) nem stabil a természetben, mert nincs teljesen kitöltött vegyértékhéjuk. Ezért a legtöbb atom megpróbálja kiegészíteni a vegyértékhéjat a Nobel-gáz konfiguráció megszerzésével. Az atomok ezt háromféleképpen teszik.
- Az elektronok megszerzésével
- Elektronok adományozásával
- Az elektronok felhalmozásával
Ionok az első két módszer (elektronok gyűjtése és adományozása) miatt keletkeznek. Általában az elektropozitív atomok, amelyek s blokkban és d blokkban vannak, hajlamosak elektronok adományozásával ionokat képezni. Ezáltal kationokat állítanak elő. A legtöbb elektronegatív atom, amely a p blokkban van, szeretne elektronokat nyerni és negatív ionokat képezni. Általában a negatív ionok nagyobbak az atomhoz képest, a pozitív ionok pedig kisebbek. Az ionok egy vagy több töltéssel rendelkezhetnek. Például az I. csoportba tartozó elemek +1 kationt, a II. csoportba tartozó elemek +2 kationt alkotnak. De a d blokkban vannak olyan elemek, amelyek +3, +4, +5 iont stb. képesek létrehozni. Mivel az ionképzés során az elektronok száma változik, a protonok száma nem egyenlő az elektronok számával egy ionban. A fent leírt többatomos ionokon kívül lehetnek többatomos és molekuláris ionok is. Amikor az elemi ionok elvesznek a molekulákból, többatomos ionok képződnek (pl.: ClO3–, NH4 +).
Mi a különbség az izotópok és az ionok között?
• Az izotópok ugyanazon elem különböző atomjai. Különböznek abban, hogy különböző számú neutronjuk van. Az elektronok száma miatt az ionok különböznek az atomoktól. Az ionok több vagy kevesebb elektront tartalmazhatnak, mint a megfelelő atom.
• Az ionok töltött fajták, de az izotópok semlegesek.
• Az elemek izotópjai részt vehetnek az ionok képzésében.
