Атоми и јони су микроскопске честице које се састоје од језгра и електрона који круже око њега. Главна, али не једина разлика између ових честица је у томе што јон носи одређено наелектрисање, али атом то не чини.
Опште информације о атомима и јонима
Атом је најмања честица материје која има сва своја својства. Полумјер атома мери се у пикометрима (метрима). Атом је електрично неутралан, то јест, неисцрпна структура која се састоји од језгра и електрона који се окрећу око њега. Нуклеус атома састоји се од протона и неутрона, који се такође називају субатомске честице. Протон носи позитиван набој, модул једнак наелектрисању електрона. Неутрони не наплаћују. Број електрона у атому одговара броју протона у језгру, због чега је атом у целини електрично неутралан.
Атом
Јон је не-елементарна честица која носи позитиван или негативан набој. Јон се добија током одвајања или везаности електрона на атому или групи атома. Јон са негативним набојем (атом са вишком електрона) назива се анионом, а јон са позитивним набојем (атом са недостатком електрона) назива се катион.
Јонах
Како настаје стварање јона
Јон настаје из атома у процесу званом јонизација. Катион настаје када електрон у атому прими енергију за ионизацију, што му даје прилику за превазилажење потенцијалне баријере и одмиче се од атома, превазилазећи силе електростатичке привлачности. Процес формирања аниона настаје ослобађањем енергије када атом прими додатни електрон.
Ионизација се може догодити због повећања температуре, излагања електричном пољу, рендгенског зрачења или осветљења.
Јонизација гаса
Неки атоми не формирају негативне јоне. На пример, инертни гасови због потпуно завршеног спољног електронског нивоа не могу да прикључе други електрон. Инертни гасови у нормалним условима не реагују са другим супстанцама. Енергија јонизације инертних гасова је врло велика, у поређењу са атомима других хемијских елемената - од 10,8 еВ за радон до 24,6 еВ за хелијум. Енергија јонизације је толико битна да се формирање јона инертног гаса усложњава.Сви алкални метали (рубијум, натријум, калијум, литијум, цезијум, Француска) су добра редукциона средства, односно лако дају електроне другим атомима, претварајући се у позитивно наелектрисане јоне. То се догађа услед мале енергије јонизације - до 5 еВ. Француска је најјаче редукцијско средство. Атоми овог елемента дају електроне лакше него другима, због врло мале енергије јонизације. Алкални метали имају само један валентни електрон и лакше их је давати него везати седам електрона да бисте довршили енергетски ниво. Алкални метали могу се једноставно излагањем светлости претворити у позитивно набијене јоне.
Водоник има слично својство. Његов атом има један електрон и лако га се одређује, формирајући катион.
Халогени - флуор, бром, јод, хлор и астатин (елементи који су у главној подгрупи 7. групе периодичне табеле) имају високу електронегативност - својство да померају заједничке електронске парове у једињењу. Лако формирају анионе, јер на спољашњем нивоу већ имају 7 електрона, а недостаје им само један да испуни ниво. Бром, хлор, јод и астатин могу формирати и негативне и позитивне јоне након контакта са више електронегативних елемената. Флуор никада не ствара позитивне јоне, јер је елемент с највећом електронегативношћу и има високу енергију јонизације.
Шта заједнички има атом и јон?
Атом и јони истог елемента имају исти број протона и неутрона у језгру.
Јон је означен истим симболом као и одговарајући хемијски елемент у периодичној табели, само вредност наелектрисања је наведена десно.
Разлике између атома и јона
Главна разлика између атома и јона је у томе што је јон наелектрисана честица, а атом није набијен.
Такође, атом и јон истог елемента се разликују у маси због разлике у броју електрона. Катион има мању масу од атома истог елемента, а анион је већи. Разлика између масе атома и масе јона је вишеструка од масе електрона.
Иони, за разлику од атома, немају својства једноставне материје. Пример за то су јодни кристали који имају тамно плаву боју, у гасовитом стању су љубичасти, а њени јони су безбојни. Јодни јони не дају реакцију боје са скробом и нису токсични, за разлику од кристала.
Сличан пример - бакар. Овај метал има златно црвену боју, а њени јони су зелено-плави..
Калијум - метал сребра чији атоми активно реагују с водом, док јони ове материје немају то својство. Иста разлика је карактеристична за својства атома и јона натријума.
Катион водоник у реакцији са амонијаком формира амонијум јоне. За молекул водоника таква реакција није карактеристична.
Атоми се у природи не јављају сами, за разлику од јона. Изузетак чине само инертни гасови који реагују с другим елементима само у екстремним условима. Ако се јон формира из више атома, онда се значајно разликује од атома у величини и структури. За разлику од атома, јон не припада елементарним честицама.Иони имају потпун ниво спољне енергије - на њему је 8 електрона. Нема атома осим инертних гасова ово својство..
