Πώς διαφέρει ένα άτομο σιδήρου στη δομή από το χρυσό;
1. Αριθμός πρωτονίων (ατομικός αριθμός):
* IRON (FE): Έχει 26 πρωτόνια.
* χρυσό (AU): Έχει 79 πρωτόνια.
Αυτή η θεμελιώδης διαφορά στον αριθμό των πρωτονίων ορίζει το στοιχείο. Σημαίνει ότι έχουν διαφορετικές χημικές ιδιότητες και συμπεριφέρονται διαφορετικά στις αντιδράσεις.
2. Αριθμός ηλεκτρονίων:
* IRON (FE): Συνήθως έχει 26 ηλεκτρόνια για να εξισορροπήσει τα 26 πρωτόνια, αν και αυτό μπορεί να ποικίλει σε ιόντα.
* χρυσό (AU): Συνήθως έχει 79 ηλεκτρόνια για να εξισορροπήσει τα 79 πρωτόνια.
3. Αριθμός νετρονίων:
* IRON (FE): Έχει πολλαπλά ισότοπα, το πιο συνηθισμένο που έχει 30 νετρόνια.
* χρυσό (AU): Έχει μόνο ένα φυσικά ισότοπο, με 118 νετρόνια.
Τα ισότοπα είναι άτομα του ίδιου στοιχείου με τον ίδιο αριθμό πρωτονίων αλλά διαφορετικούς αριθμούς νετρονίων. Αυτό επηρεάζει την ατομική τους μάζα.
4. Διαμόρφωση ηλεκτρονίων:
* IRON (FE): [AR] 3D
* χρυσό (AU): [Xe] 4f
Η διαμόρφωση ηλεκτρονίων καθορίζει τον αριθμό των ηλεκτρονίων σε κάθε επίπεδο ενέργειας και το Sublevel. Επηρεάζει σημαντικά τη χημική αντιδραστικότητα και τη συμπεριφορά συγκόλλησης των ατόμων. Η διαμόρφωση του χρυσού είναι ασυνήθιστη, καθώς διαθέτει ένα μόνο ηλεκτρόνιο στο τροχιακό 6S αντί για δύο. Αυτό οφείλεται σε σχετικιστικά αποτελέσματα, τα οποία καθίστανται πιο σημαντικά για τα βαρύτερα στοιχεία.
5. Ατομικό μέγεθος:
* IRON (FE): Μικρότερη ατομική ακτίνα από το χρυσό.
* χρυσό (AU): Μεγαλύτερη ατομική ακτίνα από το σίδερο.
Καθώς μετακινείτε σε μια περίοδο (σειρά) στον περιοδικό πίνακα, η ατομική ακτίνα μειώνεται. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο αριθμός των πρωτονίων αυξάνεται, τραβώντας τα ηλεκτρόνια πιο κοντά στον πυρήνα. Ο χρυσός είναι πιο κάτω από το περιοδικό τραπέζι από το σίδερο, οπότε η ατομική ακτίνα του είναι μεγαλύτερη.
6. Πυκνότητα:
* IRON (FE): Πυκνότητα 7,87 g/cm
* χρυσό (AU): Πυκνότητα 19,3 g/cm
Η διαφορά στην πυκνότητα προκύπτει από ένα συνδυασμό της ατομικής μάζας και του ατομικού όγκου. Η υψηλότερη ατομική μάζα του χρυσού και η συμπαγής ατομική δομή οδηγούν σε πολύ υψηλότερη πυκνότητα.
Αυτές οι διαρθρωτικές διαφορές είναι υπεύθυνες για τις πολύ διαφορετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες του σιδήρου και του χρυσού, από το χρώμα και τη λάμψη τους μέχρι την αντιδραστικότητα και τις χρήσεις τους.
