Διαφορά μεταξύ ατόμου και ιόντος

Κύρια διαφορά – Άτομο εναντίον ιόντων

Τα άτομα είναι τα δομικά στοιχεία της ύλης. Όλη η ύλη αποτελείται από άτομα. Νωρίτερα, οι επιστήμονες πίστευαν ότι ένα άτομο δεν μπορεί να διαιρεθεί περαιτέρω. Αλλά μεταγενέστερες ανακαλύψεις διαπίστωσαν ότι τα άτομα μπορούν να χωριστούν περαιτέρω σε υποατομικά σωματίδια. Τα κύρια υποατομικά σωματίδια είναι τα πρωτόνια, τα νετρόνια και τα ηλεκτρόνια. Η βασική δομή που αποτελείται από πολλά άτομα ονομάζεται μόριο. Ένα ιόν είναι ένα παράγωγο ενός συγκεκριμένου ατόμου. Η κύρια διαφορά μεταξύ ενός ατόμου και ενός ιόντος είναι ότι τα άτομα δεν έχουν καθαρό ηλεκτρικό φορτίο ενώ τα ιόντα έχουν καθαρό ηλεκτρικό φορτίο.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι ένα άτομο
      – Ορισμός, βασικά χαρακτηριστικά και παραδείγματα
2. Τι είναι Ίωνι
      – Ορισμός, βασικά χαρακτηριστικά και παραδείγματα
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ ατόμου και ιόντος
      – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ατόμου και ιόντος
      – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:ανιόν,  άτομο, κατιόν, ηλεκτρόνιο, ιόν, νετρόνιο, πρωτόνιο

Τι είναι ένα άτομο

Ένα άτομο είναι η θεμελιώδης μονάδα όλης της ύλης. Με άλλα λόγια, όλη η ύλη αποτελείται από άτομα. Αν και οι επιστήμονες πίστευαν νωρίτερα ότι τα άτομα δεν μπορούν να διαιρεθούν περαιτέρω, αυτή η ιδέα δεν ισχύει πλέον. Αυτή η έννοια άλλαξε με την ανακάλυψη του ηλεκτρονίου, του πρωτονίου και του πυρήνα. Μετά από αυτό, αναπτύχθηκε η ατομική θεωρία στην οποία περιγράφεται η δομή ενός ατόμου.

Σύμφωνα με τη σύγχρονη ατομική θεωρία, ένα άτομο αποτελείται από δύο συστατικά. Είναι ο πυρήνας και τα ατομικά τροχιακά. Ο πυρήνας αποτελείται από πρωτόνια, τα οποία είναι θετικά φορτισμένα υποατομικά σωματίδια, και νετρόνια, τα οποία είναι ουδέτερα φορτισμένα υποατομικά σωματίδια. Το φορτίο ενός πρωτονίου είναι +1. Γύρω από τον πυρήνα, υπάρχει ένα νέφος ηλεκτρονίων στο οποίο τα ηλεκτρόνια του ατόμου βρίσκονται σε κίνηση κατά μήκος υποθετικών τροχιακών. Ένα ηλεκτρόνιο έχει ηλεκτρικό φορτίο -1. Ως εκ τούτου, τα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά φορτισμένα σωματίδια.

Τα άτομα ενός συγκεκριμένου στοιχείου είναι πανομοιότυπα μεταξύ τους. Επομένως, ο αριθμός των πρωτονίων και των νετρονίων που υπάρχουν στον πυρήνα των ατόμων είναι ίσος για ένα στοιχείο. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων γύρω από τον πυρήνα είναι ο ίδιος για άτομα που ανήκουν στο ίδιο στοιχείο.

Τα πρωτόνια και τα νετρόνια κολλάνε μεταξύ τους στον πυρήνα λόγω των ισχυρών δυνάμεων που υπάρχουν μεταξύ αυτών των σωματιδίων. Αυτές οι δυνάμεις ονομάζονται αλληλεπιδράσεις. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις συμβαίνουν λόγω της ανταλλαγής πολύ μικροσκοπικών σωματιδίων που ονομάζονται μεσόνια . Επομένως, για να διασπαστεί ένας πυρήνας στα πρωτόνια και τα νετρόνια, απαιτείται πολύ υψηλή ενέργεια. Τα ηλεκτρόνια βρίσκονται σε κίνηση γύρω από τον πυρήνα. Δεδομένου ότι τα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά φορτισμένα. Τα ηλεκτρόνια δεν έλκονται από θετικά φορτισμένα πρωτόνια στον πυρήνα δεν πέφτουν στον πυρήνα αφού η δύναμη που δημιουργείται λόγω της κίνησης του ηλεκτρονίου είναι ίση με τη δύναμη έλξης από τον πυρήνα. Δεδομένου ότι αυτές οι δύο δυνάμεις ισορροπούν η μία την άλλη, τα ηλεκτρόνια παραμένουν στην κίνησή τους σε μια συγκεκριμένη απόσταση από τον πυρήνα. Το μονοπάτι που κινούνται αυτά τα ηλεκτρόνια ονομάζεται κέλυφος ή τροχιακό.

Εικόνα 1:Απλοποιημένη ατομική δομή

Η δομή ενός ατόμου μπορεί να δοθεί έτσι, αλλά είναι λάθος. Η πραγματική δομή είναι πολύ πιο περίπλοκη από την παραπάνω εικόνα.

Τα άτομα μπορούν να συμμετέχουν σε χημικούς δεσμούς. Τα άτομα συνδέονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν μόρια ή ενώσεις. Αυτές οι προσκολλήσεις συμβαίνουν μέσω χημικών δεσμών. Αυτοί οι δεσμοί μπορεί να είναι ομοιοπολικοί δεσμοί, ιοντικοί δεσμοί, δεσμοί συντεταγμένων ή μεταλλικοί δεσμοί. Κατά το σχηματισμό αυτών των δεσμών, συμβαίνει ανταλλαγή ηλεκτρονίων. Αλλά τα πρωτόνια και τα νετρόνια στον πυρήνα δεν συμμετέχουν σε χημικούς δεσμούς. Αλλά στη διαδικασία της ραδιενεργής διάσπασης, ο πυρήνας ενός ατόμου μετατρέπεται σε έναν εντελώς διαφορετικό πυρήνα μέσω της μετατροπής πρωτονίων ή νετρονίων σε διαφορετικά σωματίδια μαζί με την εκπομπή ακτινοβολίας.

Τι είναι ένα ιόν

Ένα ιόν είναι ένα άτομο ή ένα μόριο που έχει καθαρό ηλεκτρικό φορτίο. Αυτό το φορτίο μπορεί να είναι είτε θετικό είτε αρνητικό. Ένα ιόν σχηματίζεται όταν ένα άτομο ή ένα μόριο χάνει ή αποκτά ηλεκτρόνια. Για παράδειγμα, εάν ένα συγκεκριμένο άτομο χάσει ένα ηλεκτρόνιο, τότε δεν υπάρχουν αρκετά ηλεκτρόνια για να εξουδετερώσουν το συνολικό θετικό φορτίο του πυρήνα. Επομένως, ολόκληρο το άτομο παίρνει ένα καθαρό θετικό φορτίο. Αλλά αν ένα άτομο αποκτήσει ένα ηλεκτρόνιο, τότε δεν υπάρχουν αρκετά πρωτόνια στον πυρήνα για να εξουδετερωθεί το συνολικό αρνητικό φορτίο όλων των ηλεκτρονίων. Επομένως, ολόκληρο το άτομο λαμβάνει ένα καθαρό αρνητικό φορτίο. Δεδομένου ότι τα ιόντα είναι ηλεκτρικά φορτισμένα είδη, αυτά μπορούν να έλκονται από ένα ηλεκτρικό πεδίο. Τα αρνητικά ιόντα έλκονται στον θετικό πόλο ενώ τα θετικά φορτισμένα ιόντα έλκονται στον αρνητικό πόλο.

Τα ιόντα μπορούν να σχηματίσουν ιοντικούς δεσμούς. Ο ιονικός δεσμός είναι ένας τύπος χημικού δεσμού που εμφανίζεται λόγω της ηλεκτροστατικής έλξης μεταξύ δύο ιόντων που είναι αντίθετα φορτισμένα. Ένα αρνητικό ιόν σχηματίζει ιοντικούς δεσμούς με ένα ή περισσότερα θετικά ιόντα προκειμένου να εξουδετερώσει το καθαρό ηλεκτρικό φορτίο.

Εικόνα 2:Σχηματισμός κατιόντων και ανιόντων

Τα ιόντα βρίσκονται σε δύο τύπους. κατιόντα και ανιόντα. Τα κατιόντα είναι άτομα ή μόρια με καθαρό θετικό φορτίο ενώ τα ανιόντα είναι άτομα ή μόρια που έχουν καθαρό αρνητικό φορτίο. Τα ανιόντα και τα κατιόντα έλκονται μεταξύ τους, καθώς είναι είδη με αντίθετα φορτία.

Αν το ιόν είναι ένα μόνο άτομο, τότε είναι μονοατομικό ιόν. Αν το ιόν είναι μόριο, τότε είναι πολυατομικό ιόν. Τα άτομα μετάλλων συχνά σχηματίζουν θετικά φορτισμένα ιόντα ή κατιόντα αφαιρώντας ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια από το εξώτατο τροχιακό. Αυτό συμβαίνει επειδή τα άτομα μετάλλου αποτελούνται από λιγότερο αριθμό ηλεκτρονίων στο εξώτατο τροχιακό τους και είναι χαλαρά συνδεδεμένα με τον πυρήνα. Επομένως, αυτά τα ηλεκτρόνια μπορούν εύκολα να χαθούν σχηματίζοντας ένα κατιόν παρά σχηματίζοντας ένα ανιόν κερδίζοντας μεγάλο αριθμό ηλεκτρονίων για να γεμίσουν το τροχιακό. Τα περισσότερα από τα αμέταλλα τείνουν να μοιράζονται τα ασύζευκτα ηλεκτρόνια τους αντί να τα χάνουν ή να τα αποκτούν. Αλλά αν τείνουν να γίνουν ιόντα, αποκτούν ηλεκτρόνια σχηματίζοντας ένα ανιόν αντί να γίνουν κατιόν αφαιρώντας μεγάλο αριθμό ηλεκτρονίων.

Ομοιότητες μεταξύ ατόμου και ιόντος

• Τα άτομα μπορούν να γίνουν ιόντα.
• Τόσο τα άτομα όσο και τα ιόντα αποτελούνται από ηλεκτρόνια που είναι ανταλλάξιμα.

Διαφορά μεταξύ ατόμου και ιόντος

Ορισμός

Atom: Ένα άτομο είναι η θεμελιώδης μονάδα όλης της ύλης.

Ιόν: Ένα ιόν είναι ένα άτομο ή ένα μόριο που έχει καθαρό ηλεκτρικό φορτίο.

Ηλεκτρική φόρτιση

Atom: Τα άτομα είναι ουδέτερα φορτισμένα.

Ιόν: Τα ιόντα είναι είτε θετικά είτε αρνητικά φορτισμένα.

Αξιοθέατο στο ηλεκτρικό πεδίο

Atom: Τα άτομα δεν έλκονται από ηλεκτρικό πεδίο.

Ιόν: Τα ιόντα έλκονται από ηλεκτρικά πεδία ανάλογα με το ηλεκτρικό τους φορτίο.

Αριθμός ηλεκτρονίων

Atom: Τα άτομα αποτελούνται από ίσο αριθμό ηλεκτρονίων και πρωτονίων.

Ιόν: Τα ιόντα αποτελούνται από άνισους αριθμούς ηλεκτρονίων και πρωτονίων.

Συμπέρασμα

Τα άτομα είναι η θεμελιώδης μονάδα όλης της ύλης από την οποία αποτελείται όλη η ύλη. Τα άτομα μπορούν να γίνουν ιόντα είτε κερδίζοντας είτε αφαιρώντας ηλεκτρόνια. Αλλά δεν είναι όλα τα ιόντα άτομα επειδή υπάρχουν μόρια που μπορούν να γίνουν ιόντα αφαιρώντας ή κερδίζοντας ηλεκτρόνια από αυτό το μόριο. Η κύρια διαφορά μεταξύ ενός ατόμου και ενός ιόντος είναι ότι τα άτομα δεν έχουν καθαρό ηλεκτρικό φορτίο ενώ τα ιόντα αποτελούν ένα καθαρό ηλεκτρικό φορτίο.