Starpība starp joniem un elektroniem

Joni pret elektroniem
 

Starp elektroniem un joniem ir daudz atšķirību; izmērs, lādiņš un raksturs ir daži no tiem. Elektroni ir negatīvi lādētas mikrodaļiņas, un joni ir negatīvi vai pozitīvi lādētas molekulas vai atomi. Elektronu īpašības tiek izskaidrotas, izmantojot “kvantu mehāniku”. Bet jonu īpašības var izskaidrot, izmantojot vispārīgo ķīmiju. Elektrons (simbols: β- vai ℮-) ir apakšatomu daļiņa, un tam nav apakšdaļiņu vai apakšstruktūru. Bet joniem var būt vēl sarežģītākas struktūras ar apakškomponentiem.

Kas ir elektrons?

Elektronu pirmo reizi atklāja Dž. Tompsons 1906. gadā, kamēr viņš strādāja ar katoda stariem, kurus sauc par elektronu stariem. Viņš atklāja, ka elektroni ir negatīvi lādētas mikrodaļiņas. Viņš tos mēdza saukt par “asinsķermenīši.Turklāt viņš atklāja, ka elektrons ir atoma elements un ir vairāk nekā 1000 reizes mazāks par ūdeņraža atomu. Elektrona izmērs ir aptuveni 1/1836 no protona.

Saskaņā ar Boha teoriju, elektroni riņķo ap kodolu. Bet vēlāk zinātnisko eksperimentu rezultātā tika noskaidrots, ka elektroni uzvedas vairāk kā elektromagnētiski viļņi nekā riņķojošās daļiņas.

Kas ir jons?

Kā jau tika teikts iepriekš, joni ir vai nu negatīvi vai pozitīvi lādētas molekulas vai atomi. Gan atomi, gan molekulas var veidot jonus, pieņemot vai noņemot elektronus. Viņi iegūt pozitīvu lādiņu (K⁺, Ca²⁺, Al³⁺), noņemot elektronus un iegūt negatīvu lādiņu (Cl^-, S^2-, VĒL₃^-), pieņemot elektronus. Kad veidojas jons, elektronu skaits nav vienāds ar protonu skaitu. Tomēr tas nemaina protonu skaitu atomā / molekulā. Viena vai vairāku elektronu ieguvumam vai zudumam ir būtiska ietekme uz sākotnējā atoma / molekulas fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām.

Kāda ir atšķirība starp elektroniem un joniem?

• Elektriskais lādiņš:

• Elektroni tiek uzskatīti par negatīvi lādētām elementārdaļiņām, taču tās var būt gan pozitīvas, gan negatīvas.

• jonus ar pozitīvu lādiņu sauc par “pozitīvajiem joniem”, un līdzīgi jonus ar negatīvu lādiņu sauc par “negatīviem joniem”. Joni veidojas, pieņemot vai ziedojot elektronu (-us).

- Pozitīvo jonu piemēri: Na⁺, Ca²⁺, Al³⁺, Pb⁴⁺, NH₄⁺

- Negatīvo jonu piemēri: Cl^-, S^2-, VĒL₃^-

• Izmērs:

• Elektroni ir ārkārtīgi mazākas daļiņas, salīdzinot ar joniem.

• Jonu lielums mainās atkarībā no vairākiem faktoriem.

• elektronu lielums ir fiksēta vērtība; tas ir apmēram 1/1836 no protona.

• Atomu struktūra:

• Elektroni nav poliatomiski vai monatomiski. Elektroni nav apvienoti viens ar otru, veidojot savienojumus.

• Joni var būt poliatomiski vai monatomiski; monatomijas joni satur tikai vienu atomu, turpretī poliaatomiskie joni satur vairāk nekā vienu atomu.

- Monatomijas joni: Na⁺, Ca²⁺, Al³⁺, Pb⁴⁺

- Pioatomie joni: ClO₃^-, SO₄^3-

• Daļiņas:

• Elektroni ir mikrodaļiņas un tiem piemīt viļņu-daļiņu īpašības (viļņu-daļiņu dualitāte).

• Joni tiek uzskatīti tikai par daļiņām.

• elementi:

• Elektroni tiek uzskatīti par elementārdaļiņām. Citiem vārdiem sakot, elektronus nevar sadalīt mazākās sastāvdaļās vai apakšstruktūrās.

• Visiem joniem ir apakškomponenti. Piemēram, poliaatomiskie joni satur dažādus atomus; atomus var sīkāk sadalīt neitronos, protonos, elektronos utt.

• Īpašības:

• Visiem elektroniem ir līdzīgas viļņu daļiņu īpašības, ko var izskaidrot, izmantojot kvantu mehāniku.

• Jonu ķīmiskās un fizikālās īpašības dažādos jonos atšķiras. Citiem vārdiem sakot, dažādiem joniem ir atšķirīgas ķīmiskās un fizikālās īpašības.

Attēli pieklājīgi:

1. Pāris ražo Davidhorman (CC BY-SA 3.0)
2. Nitrātu jonu (NO3−) elektrostatiskā potenciāla karte caur Wikicommons (Public Domain)