k-tree
Пссс..! рисуешь?
биология
Ион

Ион

Ион - это заряженная частица, образованная из молекулы или атома путём потери или приобретения одного электрона. Отсюда следует, что в ионе количество протонов не равно количеству электронов. После изучения статьи Вы узнаете, какими бывают заряженные частицы, что такое ионы, катионы и анионы, также Вы сможете по номеру элемента узнать, каким зарядом он может обладать.

Число электронов в ионе

Количество электронов в нейтральном атоме равно количеству протонов в ядре, например, у хрома (24Cr) 24 протона, соответствено, вокруг ядра вращается 24 электрона. Как было рассказано в статье "электронная конфигурация атома", каждый электрон двигается по некой орбитали, то есть обладает заданным количеством энергии.

Если ион образован из-за потери электрона, то заряд иона становится положительным (электрон имеет отрицательный заряд), схема для запоминания:

24Cr - e- = 24Cr + e+ = 24Cr+
24Cr - 3e- = 24Cr + 3e+ = 24Cr3+

Аналогично при присоединении электрона:

24Cr + e- = 24Cr - e+ = 24Cr-
24Cr + 3e- = 24Cr - 3e+ = 24Cr3-

Энергия ионизации

Если электрону сообщить достаточное количество энергии, то электрон "оторвётся" от атома. Чем ближе электрон к ядру - тем сложнее его отрывать, а значит, больше энергии необходимо передать. Энергия, необходимая для отрыва электрона, называется энергией ионизации или ионизационный потенциал (I). Значения I затабулированы и могут быть найдены в различных справочниках.

#ЭлементНазваниекДж/моль
1HВодород1312
2HeГелий2373
3LiЛитий520
4BeБериллий899.5
5BБор801
6CУглерод1086
7NАзот1402
8OКислород1314
9FФтор1681
10NeНеон2080.7
11NaНатрий495
12MgМагний738
13AlАлюминий578
14SiКремний787
15PФосфор1012
16SСера1000
17ClХлор1251
18ArАргон1520.6
19KКалий418.8
20CaКальций590
21ScСкандий633.1
22TiТитан658.8
23VВанадий650.9
24CrХром652.9
25MnМарганец717.3
26FeЖелезо762.5
27CoКобальт760.4
28NiНикель737.1
29CuМедь745.5
30ZnЦинк906.4
31GaГаллий578.8
32GeГерманий762
33AsМышьяк947
34SeСелен941
35BrБром1142
36KrКриптон1350.8
37RbРубидий403
38SrСтронций549
39YИттрий600
40ZrЦирконий640.1
41NbНиобий652.1
42MoМолибден684.3
43TcТехнеций702
44RuРутений710.2
45RhРодий719.7
46PdПалладий804.4
47AgСеребро731
48CdКадмий867.8
49InИндий558.3
50SnОлово709
51SbСурьма834
52TeТеллур869
53IИод1008
54XeКсенон1170.4
55CsЦезий375.7
56BaБарий503
57LaЛантан538.1
58CeЦерий534.4
59PrПразеодим527
60NdНеодим533.1
61PmПрометий540
62SmСамарий544.5
63EuЕвропий547.1
64GdГадолиний593.4
65TbТербий565.8
66DyДиспрозий573
67HoГольмий581
68ErЭрбий589.3
69TmТулий596.7
70YbИттербий603.4
71LuЛютеций523.5
72HfГафний658.5
73TaТантал761
74WВольфрам770
75ReРений760
76OsОсмий840
77IrИридий880
78PtПлатина870
79AuЗолото890.1
80HgРтуть1007.1
81TlТаллий589.4
82PbСвинец715.6
83BiВисмут703
84PoПолоний812.1
85AtАстат890
86RnРадон1037
87FrФранций380
88RaРадий509.3
89AcАктиний499
90ThТорий587
91PaПротактиний568
92UУран597.6
93NpНептуний604.5
94PuПлутоний584.7
95AmАмериций578
96CmКюрий581
97BkБерклий601
98CfКалифорний608
99EsЭйнштейний619
100FmФермий627
101MdМенделевий635
102NoНобелий642
103LrЛоуренсий470
104RfРезерфордий580
Таблица 1. Энергия ионизации, справочные данные

Энергия сродства электрону

Также электроны могут присоединяться к атому, в процессе присоединения электрон выделяет энергию, такая энергия называется энергией сродства электрону, для каждого электрона конкретного атома энергия сродства численно равна и противоположна по знаку энергии ионизации, например, 17Cl, что бы оторвать 17й электрон у атома хлора, необходимо сообщить ему 13 эВ, любой другой электрон, который присоединится на место 17го электрона также выделит 13 эВ.

Катионы и анионы

Атомы, в которых количество протонов не равно количеству электронов называются ионами, поскольку электрон имеет отрицательный заряд, то если электронов больше протонов, то суммарный заряд отрицательный: S2- означает, что в данном атоме серы количество электронов больше чем протонов на два электрона. Соответственно, если электронов меньше чем протонов, то суммарный заряд положительный и обозначается H+. Отрицательно заряженные атомы называются анионами, положительно заряженные атомы - катионами.

Какой заряд будет у атома?

Теоретически возможно отобрать все электроны у атома, но это возможно только в лабораторных условиях и за пределами лаборатории атомы в таком состоянии находиться не будут, почему?

Вернёмся к устройству электронной оболочки. Вокруг атома электроны сгруппированы по энергетическим уровням, каждый заполненный уровень экранирует ядро и является более стабильным, нежели не до конца заполненный уровень. То есть электронная конфигурация стремиться к состоянию заполненного подуровня: если на p-оболочке находится 5 электронов, то вероятнее атом примет один электрон, нежели отдаст пять. Так, например, у атома хлора, пять электронов на 3p-подуровне, энергия сродства хлора - 3.61 эВ, энергия ионизации - 13 эВ. У натрия на последнем подуровне один электрон, энергия сродства - 0,78 эВ, потенциал ионизации - 0,49 эВ, поэтому вероятнее натрий отдаст один электрон, нежели примет его.

Зная потенциал ионизации и энергию сродства мы можем сделать предположение о взаимодействии веществ. Если смешать натрий и хлор, и сообщить им энергию, то вероятнее всего Na будет отдавать один электрон Cl и в результате получится смесь ионов Na+ и Cl-.

Пример

Так можно по номеру элемента предположить, какой заряд он будет иметь, например, 19й элемент, электронная конфигурация - 1s 22s 22p 63s 23p64s 1, вероятнее всего, такой элемент может либо отдать, либо принять один электрон. У 27го элемента электронная конфигурация выглядит так: 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d7, у d-подуровня всего может быть 10 атомов, т.е. либо атом примет 1,2 или 3 электрона, либо отдаст 1,2,3...7 электронов, так, вероятнее, он примет 3, т.е. возможные состояния - это +1, +2 и +3,

Теперь Вы знаете, что такое ионы, осталось изучить химическую связи и Вы сможете составлять окислительно-восстановительные реакции!


Вам понравилась статья? Да / Нет

Просмотров: 1 572

5 12

Читать далее:
Единицы измерения