Atšķirība starp joniem un elektroniem

2024 Autors: Alex Aldridge | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 13:45

Joni pret elektroniem

Ir daudz atšķirību starp elektroniem un joniem; izmērs, lādiņš un daba ir daži no tiem. Elektroni ir negatīvi lādētas mikrodaļiņas, un joni ir negatīvi vai pozitīvi lādētas molekulas vai atomi. Elektronu īpašības ir izskaidrotas, izmantojot "kvantu mehāniku". Bet jonu īpašības var izskaidrot, izmantojot vispārējo ķīmiju. Elektrons (simbols: β- vai ℮-) ir subatomiska daļiņa, un tai nav apakšdaļiņu vai apakšstruktūru. Taču joniem var būt vēl sarežģītāka struktūra ar apakškomponentiem.

Kas ir elektrons?

Elektronu pirmo reizi atklāja Dž. J. Tompsons 1906. gadā, strādājot ar katoda stariem, ko sauc par elektronu stariem. Viņš atklāja, ka elektroni ir negatīvi lādētas mikrodaļiņas. Viņš tos mēdza dēvēt par “ķermenīšiem”. Turklāt viņš atklāja, ka elektrons ir atoma elements un tas ir vairāk nekā 1000 reižu mazāks nekā ūdeņraža atoms. Elektrona izmērs ir aptuveni 1/1836 no protona.

Saskaņā ar Bora teoriju elektroni riņķo ap kodolu. Taču vēlāk zinātnisku eksperimentu rezultātā tika atklāts, ka elektroni vairāk uzvedas kā elektromagnētiskie viļņi, nevis orbītas daļiņas.

Kas ir jons?

Kā minēts iepriekš, joni ir negatīvi vai pozitīvi lādētas molekulas vai atomi. Gan atomi, gan molekulas var veidot jonus, pieņemot vai noņemot elektronus. Tie iegūst pozitīvu lādiņu (K⁺, Ca²⁺, Al³⁺), noņemot elektronus un iegūt negatīvu lādiņu (Cl^–, S^2-, AlO₃^{–), pieņemot elektronus. Kad veidojas jons, elektronu skaits nav vienāds ar protonu skaitu. Tomēr tas nemaina protonu skaitu atomā/molekulā. Viena vai vairāku elektronu palielināšanās vai zudums būtiski ietekmē sākotnējā atoma/molekulas fizikālās un ķīmiskās īpašības.}

Kāda ir atšķirība starp elektroniem un joniem?

Elektrības lādiņš:

• Elektroni tiek uzskatīti par negatīvi lādētām elementārdaļiņām, taču tie var būt gan pozitīvi, gan negatīvi.

• Jonus ar pozitīvu lādiņu sauc par “pozitīviem joniem”, un līdzīgi jonus ar negatīvu lādiņu sauc par “negatīvajiem joniem”. Joni veidojas, pieņemot vai nododot elektronu(-us).

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

- Negatīvo jonu piemēri: Cl^–, S^2-, AlO₃ ^–

Izmērs:

• Elektroni ir ārkārtīgi mazākas daļiņas salīdzinājumā ar joniem.

• Jonu lielums atšķiras atkarībā no vairākiem faktoriem.

• Elektrona izmērs ir fiksēta vērtība; tā ir aptuveni 1/1836 no protona.

Atomu struktūra:

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

• Joni var būt daudzatomiski vai monatomiski; monatomiskie joni satur tikai vienu atomu, savukārt daudzatomu joni satur vairāk nekā vienu atomu.

– Monatomiskie joni: Na⁺, Ca²⁺, Al³⁺, Pb⁴⁺

– Poliatomiskie 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 mazākos komponentos vai apakšstruktūrās.

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

Rekvizīti:

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

• Jonu ķīmiskās un fizikālās īpašības dažādiem joniem atšķiras. Citiem vārdiem sakot, dažādiem joniem ir dažādas ķīmiskās un fizikālās īpašības.