Изотоп против Иона
Атомы - это маленькие строительные блоки всех существующих веществ. Существуют различия между различными атомами. Кроме того, в одних и тех же элементах есть вариации. Изотопы являются примерами различий внутри одного элемента. Более того, атомы вряд ли стабильны в естественных условиях. Они образуют различные комбинации между собой или с другими элементами, чтобы существовать. При образовании этих комбинаций они могут образовывать ионы.
Изотопы
Атомы одного и того же элемента могут быть разными. Эти разные атомы одного и того же элемента называются изотопами. Они отличаются друг от друга тем, что имеют разное количество нейтронов. Так как число нейтронов разное, то и массовое их число разное. Однако изотопы одного и того же элемента имеют одинаковое количество протонов и нейтронов. Различные изотопы присутствуют в различных количествах, и это дается в виде процентного значения, называемого относительным содержанием. Например, водород имеет три изотопа: протий, дейтерий и тритий. Их число нейтронов и относительное содержание следующие.
1H – нейтронов нет, относительное содержание 99,985%
2H- один нейтрон, относительное содержание 0,015%
3H- два нейтрона, относительное содержание 0%
Количество нейтронов, которое может содержать ядро, различается от элемента к элементу. Среди этих изотопов только некоторые стабильны. Например, кислород имеет три стабильных изотопа, а олово - десять стабильных изотопа. В большинстве случаев простые элементы имеют то же число нейтронов, что и число протонов. Но в тяжелых элементах нейтронов больше, чем протонов. Количество нейтронов важно для баланса стабильности ядер. Когда ядра слишком тяжелые, они становятся нестабильными и, следовательно, эти изотопы становятся радиоактивными. Например, 238 U испускает излучение и распадается на гораздо более мелкие ядра. Изотопы могут иметь разные свойства из-за разной массы. Например, они могут иметь разные спины, поэтому их спектры ЯМР различаются. Однако их число электронов одинаково, что приводит к сходному химическому поведению.
Масс-спектрометр можно использовать для получения информации об изотопах. Он дает количество изотопов, которыми обладает элемент, их относительное содержание и массы.
Ион
Большинство атомов (кроме нобелевских газов) не являются стабильными в природе, поскольку они не имеют полностью заполненных валентных оболочек. Поэтому большинство атомов пытаются завершить валентную оболочку, получая конфигурацию нобелевского газа. Атомы делают это тремя способами.
- Получив электроны
- Отдавая электроны
- Поделившись электронами
Ионы производятся из-за первых двух методов (приобретение и отдача электронов). Обычно электроположительные атомы, находящиеся в s- и d-блоках, склонны образовывать ионы, отдавая электроны. Таким образом, они производят катионы. Большинство электроотрицательных атомов, находящихся в р-блоке, склонны приобретать электроны и образовывать отрицательные ионы. Обычно отрицательные ионы больше по сравнению с атомом, а положительные ионы меньше. Ионы могут иметь один или несколько зарядов. Например, элементы группы I дают катион +1, а элементы группы II дают катион +2. Но в d-блоке есть элементы, которые могут образовывать +3, +4, +5 ионов и т. д. Поскольку при образовании иона происходит изменение числа электронов, число протонов не равно числу электронов в ионе. Помимо описанных выше многоатомных ионов, могут быть также многоатомные и молекулярные ионы. Когда элементарные ионы теряются из молекул, образуются многоатомные ионы (например: ClO3–, NH4 +).
В чем разница между изотопами и ионами?
• Изотопы – это разные атомы одного и того же элемента. Они отличаются тем, что имеют разное количество нейтронов. Ионы отличаются от атома из-за количества электронов. Ионы могут иметь больше или меньше электронов, чем соответствующий атом.
• Ионы заряжены, а изотопы нейтральны.
• Изотопы элементов могут участвовать в образовании ионов.
