Разница между атомом и ионом

Ион и атом: что общего и в чем разница – Что лучше

04.12.2019

Для начала изучения электроники нам  необходимо знать что такое атом.

Это нам понадобится для понимания внутренних процессов в радиодеталях да и не только .Ведь понимая процесс изнутри его проще понять и запомнить на долгое время.

Все вокруг нас в том числе и мы состоит из атомов. Атом настолько мал, что только в одной капле воды два секстиллиона атомов кислорода а это 2*1021  степени.(рис 1)

Основной частью атома является его ядро в котором находится почти вся масса атома, само ядро состоит из протонов и нейтронов. Вокруг которого  послойно вращаются электроны.(рис 2)

Электрон и протон имеют свой электрический потенциал. То есть в них хранятся мельчайшие порции электричества. (рис 2)

• Электрон обладает отрицательным зарядом —.
• Протон имеет положительный заряд +.
• Нейтрон является электрически нейтральным отсюда и его название.

Атомы различных веществ отличаются по количеству протонов в ядре и электронов вращающихся  вокруг него так в атоме водорода один протон (рис3.1)и один электрон далее по сложности гелий у него в ядре два протона два электрона(рис3.2), у лития три протона три электрона(рис 3.3) и т.д.

Атомы различаются по количеству протонов в ядре

На сегодняшний день известно 107 основных видов атомов их называют химическими элементами. Соединяя эти 107 химических элементов между собой получаются миллиарды различных веществ(рис 4). То есть разные сочетания атомов образуют вещества такие как гранит и бумагу, нефть и алмазы, медь и алюминий да и все что нас окружает.

Молекула

Электроны вращаются вокруг ядра атома не абы как а послойно. В первом слое от ядра атома могут вращаться не более двух электронов (рис. 5) второй слой может вместить в себя уже до восьми, третий до восемнадцати тд.

Слои электронов

Наиболее важным слоем является крайний слой электронов, благодаря ему атом может взаимодействовать с другими атомами образуя при этом молекулы, а ещё последний слой электронов влияет на его электропроводность, но об этом вы узнаете далее.

Атом может называться атомом только в том случаи если его количество протонов будет равно количеству электронов в нем.(рис 6.1)

Если же количество протонов и электронов различаются между собой то этот атом называют ионом.

В случаи если электронов в атоме больше протонов то такой атом называют отрицательным ионом(рис. 6.2) и наоборот протонов больше чем электронов то его называют положительным ионом(рис 6.3).

1. Если вы не чего не поняли, то нечего страшного в этом нет, ведь подобная информация весьма сложна в усвоении и в связи с этим советую вам посмотреть видео на эту тему.
2. Контрольные вопросы.

1. Из чего состоит атом? 

   Из протонов, нейтронов (ядро атома) и послойно вращающихся вокруг них электронов.

2. Чем различаются атомы различных веществ?

   Количеством протонов, электронов, нейтронов. Количество протонов указывает на порядковый номер химического элемента в таблице Менделеева.

3. Какой электрический потенциал у протона?
4. Какой электрический потенциал у электрона?

Далее мы ещё вернемся к особенностям строения вещества.

Источник:

Ионы – это заряженные атомы и атомные группы. Понятие об ионных реакциях и заряде ионов :

Впервые термин «ион» был введен в 1834 году, в чем заслуга Майкла Фарадея. После изучения действия электрического тока на растворы солей, щелочей и кислот он пришел к выводу, что в них содержатся частицы, имеющие некий заряд.

Катионами Фарадей назвал ионы, которые в электрическом поле двигались к катоду, имеющему отрицательный заряд. Анионы — отрицательно заряженные неэлементарные ионные частицы, которые в электрическом поле движутся к плюсу — аноду.

Данная терминология применяется и сейчас, а частицы изучаются далее, что позволяет рассматривать химическую реакцию как результат электростатического взаимодействия.

Многие реакции протекают по этому принципу, что позволило понять их ход и подобрать катализаторы и ингибиторы для ускорения их протекания и для угнетения синтеза.

Также стало известно, что многие вещества, особенно в растворах, всегда находятся в виде ионов.

Номенклатура и классификация ионов

Ионы — это заряженные атомы или группа атомов, которая в ходе химической реакции потеряла или приобрела электроны. Они составляют внешние слои атома и могут теряться из-за низкой силы притяжения ядра.

Тогда результатом отсоединения электрона является положительный ион. Также если атом имеет сильный ядерный заряд и узкую электронную оболочку, ядро является акцептором дополнительных электронов.

В результате этого образуется отрицательная ионная частица.

Сами ионы — это не только атомы с избыточной или недостаточной электронной оболочкой. Это может быть и группа атомов. В природе чаще всего существуют именно групповые ионы, которые присутствуют в растворах, биологических жидкостях тел организмов и в морской воде.

Имеется огромное количество видов ионов, названия которых вполне традиционны. Катионы — это ионные частицы, заряженные положительно, а заряженные отрицательно ионы — это анионы. В зависимости от состава их называют по-разному. Например, катион натрия, катион цезия и другие.

Анионы называются по-другому, так как чаще всего состоят из многих атомов: сульфат-анион, ортофосфат-анион и другие.

Механизм образования ионов

Химические элементы в составе соединений редко являются электрически нейтральными. То есть они почти никогда не находятся в состоянии атомов.

В образовании ковалентной связи, которая считается самой распространенной, атомы также имеют некий заряд, а электронная плотность смещается вдоль связей внутри молекулы.

Однако заряд иона здесь не формируется, потому как энергия ковалентной связи меньше, нежели энергия ионизации. Потому, несмотря на различную электроотрицательность, одни атомы не могут полностью притянуть электроны внешнего слоя других.

В ионных реакциях, где разница электроотрицательности между атомами достаточно большая, один атом может забирать электроны внешнего слоя у другого атома. Тогда созданная связь сильно поляризуется и разрывается. Затраченная на это энергия, которая создает заряд иона, называется энергией ионизации. Для каждого атома она различная и указывается в стандартных таблицах.

Ионизация возможна только в том случае, когда атом или группа атомов способен либо отдавать электроны, либо акцептировать их. Чаще всего это наблюдается в растворе и кристаллах солей.

В кристаллической решетке также присутствуют почти неподвижные заряженные частицы, лишенные кинетической энергии.

А поскольку в кристалле нет возможности для передвижения, то реакция ионов протекают чаще всего в растворах.

Ионы в физике и химии

Физики и химики активно изучают ионы по нескольким причинам. Во-первых, эти частицы присутствуют во всех известных агрегатных состояниях вещества.

Во-вторых, энергию отрыва электронов от атома можно измерить, чтобы использовать это в практической деятельности. В-третьих, в кристаллах и растворах ионы ведут себя по-разному.

И, в-четвертых, ионы позволяют проводить электрический ток, а физико-химические свойства растворов меняются в зависимости от концентраций ионов.

Ионные реакции в растворе

Сами растворы и кристаллы следует рассмотреть детальнее. В кристаллах солей существуют отдельно расположенные положительные ионы, к примеру, катионы натрия и отрицательные, анионы хлора. Структура кристалла удивительна: за счет сил электростатического притяжения и отталкивания ионы ориентируются особым образом.

В случае с хлоридом натрия они образуют так называемую алмазную кристаллическую решетку. Здесь каждый натриевый катион окружен 6 хлоридными анионами. В свою очередь, каждый хлоридный анион окружает 6 анионов хлора. Из-за этого простая поваренная соль и в холодной и горячей воде растворяется почти с одинаковой скоростью.

В растворе тоже не существует цельной молекулы хлорида натрия. Каждый из ионов здесь окружается диполями воды и хаотично передвигается в ее толще.

Наличие зарядов и электростатических взаимодействий приводит к тому, что солевые растворы воды замерзают при температуре чуть меньше нуля, а кипят при температуре выше 100 градусов.

Более того, если в растворе присутствуют другие вещества, способные вступить в химическую связь, то реакция протекает не с участием молекул, а ионов. Это создало учение о стадийности химической реакции.

Те продукты, которые получаются в конце, не образуются сразу в ходе взаимодействия, а постепенно синтезируются из промежуточных продуктов.

Изучение ионов позволило понять, что реакция протекает как раз по принципам электростатических взаимодействий.

Их результатом является синтез ионов, которые электростатически взаимодействуют с другими ионами, создавая конечный равновесный продукт реакции.

Резюме

Такая частица, как ион, это электрически заряженный атом или группа атомов, которая получается в ходе потери или приобретения электронов. Самым простым ионом является водородный: если он теряет один электрон, то представляет собой лишь ядро с зарядом +1. Он обуславливает кислую среду растворов и сред, что важно для функционирования биологических систем и организмов.

Ионы могут иметь как положительные, так и отрицательные заряды. За счет этого в растворах каждая частица вступает в электростатическое взаимодействие с диполями воды, что также создает условия для жизни и передачи сигналов клетками. Более того, в ионные технологии развиваются дальше. К примеру, созданы ионные двигатели, которыми оснащалось уже 7 космических миссий NASA.

Источник:

Урок 6. Простые ионы – HIMI4KA

Архив уроков › Основные законы химии

В уроке 6 «Простые ионы» из курса «Химия для чайников» познакомимся с простыми ионами и выясним, чему равен его заряд; также рассмотрим как образуется ионная химическая связь; научимся определять степень окисления и валентность элементов. Данный урок очень важный, и чтобы его лучше понять, обязательно просмотрите прошлые уроки, особое внимание уделяя уроку 1 «Схема строения атомов», а также уроку 3 «Схема образования молекул».

Ионная химическая связь

Мы уже кратко рассматривали ковалентную полярную химическую связь, в которой из-за незначительного различия в электроотрицательности атомов (0.4-2.0) электронная пара распределяется между ними не равномерно. Для тех, кто забыл, напоминаю, что электроотрицательность — это способность атомов притягивать к себе электроны.

Однако, если электроотрицательность атомов различается больше чем на 2 по таблице электроотрицательности, то электронная пара полностью переходит к более электроотрицательному атому, и в результате образуется ионная химическая связь. Ионная химическая связь образуется только между атомами типичных металлов (т.к. они легко теряют внешние электроны) и неметаллов (т.к. они обладают большой электроотрицательностью).

Положительные и отрицательные ионы

Наглядным примером ионной химической связи может служить обычная поваренная соль NaCl, которая присутствует на каждой кухне. Атомы натрия (и вообще всех металлов) слабо удерживают внешние электроны, тогда как атомы хлора напротив, обладают очень большой способностью притягивать к себе электроны, т.е обладают большой электроотрицательностью.

Поэтому при образовании молекулы NaCl каждый атом Na теряет один электрон (e—), образуя положительный ион натрия Na+, а каждый атом Cl, наоборот, приобретает этот потерянный электрон натрия, образуя отрицательный ион хлора Cl—. Это записывается в виде двух реакций:

• Na → Na+ + e—   и   ½Cl2 + e— → Cl—

Записать ½Cl2 пришлось потому, что газообразный хлор в природе состоит из двухатомных молекул, а не из свободных одиночных атомов хлора.

Разница между атомом и ионом

Атомы являются строительными блоками материи. Вся материя состоит из атомов. Ранее ученые полагали, что атом не может быть далее разделен. Но более поздние открытия обнаружили, что атомы могут быть далее разделены на субатомные частицы.

Основными субатомными частицами являются протоны, нейтроны и электроны. Базовая структура, состоящая из нескольких атомов, называется молекулой. Ион является производным определенного атома.

Основное различие между атомом и ионом состоит в том, что атомы не имеют суммарного электрического заряда, тогда как ионы имеют суммарный электрический заряд.

Ключевые области покрыты

1. Что такое атом
      – Определение, основные характеристики и примеры
2. Что такое ион
      – Определение, основные характеристики и примеры
3. Каковы сходства между атомом и ионом
      – Краткое описание общих черт
4. В чем разница между атомом и ионом
      – Сравнение основных различий

Ключевые слова: анион, атом, катион, электрон, ион, нейтрон, протон

Что такое атом

Атом является фундаментальной единицей всей материи. Другими словами, вся материя состоит из атомов. Хотя ученые ранее полагали, что атомы не могут быть далее разделены, эта концепция больше не действует. Эта концепция была изменена с открытием электрона, протона и ядра. После этого была разработана атомная теория, в которой описана структура атома.

Согласно современной атомной теории, атом состоит из двух компонентов. Это ядро ​​и атомные орбитали.

Ядро состоит из протонов, которые являются положительно заряженными субатомными частицами, и нейтронов, которые являются нейтрально заряженными субатомными частицами. Заряд протона +1.

Вокруг ядра находится электронное облако, в котором электроны атома движутся вдоль гипотетических орбиталей. Электрон имеет электрический заряд -1. Следовательно, электроны являются отрицательно заряженными частицами.

Атомы определенного элемента идентичны друг другу. Поэтому число протонов и нейтронов, присутствующих в ядре атомов, одинаково для одного элемента. Количество электронов вокруг ядра одинаково для атомов, принадлежащих одному элементу.

Протоны и нейтроны слипаются в ядре благодаря сильным силам, которые существуют между этими частицами. Эти силы называются взаимодействиями.

Эти взаимодействия происходят из-за обмена очень маленькими частицами, называемыми мезоны, Поэтому, чтобы разложить ядро ​​на протоны и нейтроны, требуется очень высокая энергия. Электроны движутся вокруг ядра.

Поскольку электроны заряжены отрицательно; электроны не притягиваются к положительно заряженным протонам в ядре, не попадают на ядро, так как сила, которая накапливается в результате движения электрона, равна силе притяжения ядра.

Поскольку эти две силы уравновешивают друг друга, электроны остаются в своем движении на определенном расстоянии от ядра. Путь, по которому движутся эти электроны, называется оболочкой или орбитой.

Рисунок 1: Упрощенная структура атома

Структура атома может быть дана так, но это неверно. Фактическая структура намного сложнее, чем на изображении выше.

Атомы могут принимать участие в химических связях. Атомы соединяются вместе, образуя молекулы или соединения. Эти вложения происходят через химические связи. Эти связи могут быть ковалентными связями, ионными связями, координационными связями или металлическими связями.

При образовании этих связей происходит обмен электронами. Но протоны и нейтроны в ядре не участвуют в химической связи.

Но в процессе радиоактивного распада ядро ​​атома превращается в совершенно другое ядро ​​путем преобразования протонов или нейтронов в разные частицы вместе с излучением излучения.

Что такое ион

Ион – это атом или молекула, которая имеет чистый электрический заряд. Этот заряд может быть положительным или отрицательным. Ион образуется, когда атом или молекула теряют или приобретают электроны.

Например, если конкретный атом теряет электрон, то электронов недостаточно, чтобы нейтрализовать полный положительный заряд ядра. Поэтому весь атом получает чистый положительный заряд.

Но если атом получает электрон, то в ядре недостаточно протонов, чтобы нейтрализовать общий отрицательный заряд всех электронов. Поэтому весь атом получает чистый отрицательный заряд.

Поскольку ионы представляют собой электрически заряженные частицы, они могут притягиваться электрическим полем. Отрицательные ионы притягиваются к положительному полюсу, тогда как положительно заряженные ионы притягиваются к отрицательному полюсу.

Ионы могут образовывать ионные связи. Ионная связь представляет собой тип химической связи, которая возникает из-за электростатического притяжения между двумя ионами, которые заряжены противоположно. Отрицательный ион образует ионные связи с одним или несколькими положительными ионами, чтобы нейтрализовать суммарный электрический заряд.

Рисунок 2: Образование катионов и анионов

Ионы встречаются в двух типах; катионы и анионы. Катионы – это атомы или молекулы, имеющие чистый положительный заряд, тогда как анионы – это атомы или молекулы, имеющие чистый отрицательный заряд. Анионы и катионы притягиваются друг к другу, так как они являются противоположно заряженными видами.

Если ион представляет собой один атом, то это одноатомный ион. Если ион – это молекула, то это многоатомный ион. Атомы металлов часто образуют положительно заряженные ионы или катионы, удаляя один или несколько электронов с самой внешней орбитали. Это потому, что атомы металла состоят из меньшего числа электронов на их самой внешней орбитали и слабо связаны с ядром.

Следовательно, эти электроны могут быть легко потеряны, образуя катион, чем образуя анион, получив большое количество электронов для заполнения орбитали. Большинство неметаллов имеют тенденцию делиться своими неспаренными электронами, а не терять или приобретать их.

Но если они стремятся стать ионами, они получают электроны, образующие анион, а не превращаются в катион, удаляя большое количество электронов.

Сходство между атомом и ионом

• Атомы могут стать ионами.
• И атомы, и ионы состоят из электронов, которые можно обменять.

Определение

Атом: Атом является фундаментальной единицей всей материи.

Ion: Ион – это атом или молекула, которая имеет чистый электрический заряд.

Электрический заряд

Атом: Атомы заряжены нейтрально.

Ion:Ионы заряжены либо положительно, либо отрицательно.

Аттракцион к электрическому полю

Атом: Атомы не притягиваются к электрическому полю.

Ion:Ионы притягиваются к электрическим полям в соответствии с их электрическим зарядом.

Количество электронов

Атом: Атомы состоят из равного числа электронов и протонов.

Ion:Ионы состоят из неодинакового числа электронов и протонов.

Заключение

Атомы являются фундаментальной единицей всей материи, из которой состоит вся материя. Атомы могут стать ионами, получая или удаляя электроны.

Но не все ионы являются атомами, потому что есть молекулы, которые могут стать ионами, удаляя или получая электроны этой молекулой.

Основное различие между атомом и ионом состоит в том, что атомы не имеют суммарного электрического заряда, тогда как ионы составляют суммарный электрический заряд.

Рекомендации:

1. Хельменстин, Энн Мари. «Что такое атом? (Пояснения и примеры). ”ThoughtCo. Н.п., н.д. Web.

Разница между атомом и молекулой

В вашем окружении вы могли наблюдать миллионы объектов, которые созданы из материи, а материя состоит из молекул, которые представляют собой комбинацию двух или более атомов, связанных вместе.

Короче говоря, атомы сгруппированы вместе, чтобы сформировать молекулу, которая воплощает объекты вокруг нас.

Вся вселенная состоит из атома, и они являются настолько маленькими частицами элемента, что мы не можем видеть их невооруженным глазом или даже через микроскоп, но они существуют в каждом объекте и подвержены влиянию наших деятельность.

В чем разница между атомами и молекулами, это основной вопрос, который возникает в голове каждого студента химии. Они часто сталкиваются с трудностями в правильном их понимании, поскольку оба эти крошечных идентифицируемых элемента.

Сравнительная таблица

Основа для сравненияАтоммолекула

Имея в виду	Крошечная частица химического элемента, который может существовать или не существовать независимо, называется атомом.	Молекулы относятся к набору атомов, удерживаемых вместе связью, что указывает на наименьшую единицу соединения.
существование	Может или не может существовать в свободном состоянии.	Существуют в свободном состоянии.
Comprise of	Ядро и электроны.	Два или более одинаковых или разных атома связаны химически.
форма	сферический	Линейный, угловой и треугольный
видимость	Ни видимым невооруженным глазом, ни увеличительным микроскопом.	Не видно невооруженным глазом, но можно увидеть с помощью увеличительного микроскопа.
Реактивность	Очень реактивный, с некоторыми исключениями	Сравнительно менее реактивный.
облигация	Ядерная связь	Ковалентная связь

Определение атома

Термин «атом» в химии представляет элементарную единицу обычного вещества, которое существует в свободном состоянии и содержит все химические свойства. Это бесконечно малая частица, которая четко определяет химический элемент. Он состоит из положительно заряженного ядра и окружен отрицательно заряженными электронами.

Ядро состоит из протонов и нейтронов, которые группируются в середине атома. Эти протоны и нейтроны имеют почти равные массы, но они различаются по заряду, т.е.

первые несут положительный заряд, а вторые не несут электрический заряд. Положительный заряд в атоме эквивалентен отрицательному заряду. Таким образом, он электрически нейтрален.

Кроме того, протоны и нейтроны состоят из составляющих, то есть кварков и глюонов.

Пример : H, He, Li, O, N

Определение молекулы

Молекула представляет собой небольшую единицу вещества, которая существует в свободном состоянии и представляет химические свойства вещества.

Когда два или более атома находятся очень близко друг к другу, так что электроны атомов могут взаимодействовать друг с другом, что приводит к притяжению между атомами, называемым химической связью.

Химическая связь происходит в результате обмена электронами между атомами, который известен как ковалентная связь.

Таким образом, когда два или более атомов объединяются в единое целое с помощью ковалентной связи, он образует молекулу.

Если один или несколько идентичных атомов существуют как единица, независимо, это известно как молекула элемента, но если два или более изменяющихся элемента сгруппированы в фиксированной пропорции, по массе, чтобы создать единицу, которая существует свободно, называется как молекула соединения.

Пример : H 2 O, CO 2, NO 2, CH 4

Ключевые различия между атомом и молекулой

Различие между атомом и молекулой может быть четко показано на следующих основаниях:

1. Атом определяется как наименьшая единица элемента, которая может существовать или не существовать независимо. С другой стороны, молекула подразумевает совокупность атомов, соединенных связью, что указывает на наименьшую единицу соединения.
2. Атомы могут или не могут существовать в свободном состоянии, но молекулы существуют в свободном состоянии.
3. Атомы состоят из ядра (которое содержит протоны и нейтроны) и электронов. И наоборот, молекула состоит из двух или более одинаковых или разных атомов, химически соединенных.
4. Форма атома сферическая, тогда как молекулы могут быть линейными, угловатыми или прямоугольными по форме.
5. Атомы являются высокореактивными, то есть они участвуют в химической реакции без дополнительного разложения на субатомные единицы. Однако это не относится к атомам благородного газа. Наоборот, молекулы менее реактивны, так как они не участвуют в химической реакции.
6. Атомы обладают ядерной связью, поскольку это влечет за собой электростатическое притяжение между ядром и электроном. Напротив, существует химическая связь между атомами молекулы, так что она охватывает одинарные, двойные или тройные связи.

Заключение

В целом, между этими двумя темами есть некоторые различия. Оба являются крошечными единицами, но поскольку молекулы состоят из атомов, размер атома намного меньше, чем молекула. Более того, для образования ионов атомы приобретают или теряют электроны, чего не происходит в случае молекулы.

Атомы, ионы, молекулы – Основы химии на Ида Тен

Над тем, как устроено вещество, люди размышляли с глубокой древности. Античные греческие ученые предполагали, что вещества состоят из мельчайших, невидимых глазу частиц разной формы, которые соединяются друг с другом при помощи различных крючков и присосок. Слово «атом» в переводе с греческого означает «неделимый».

Так ли это? Действительно ли атом неделим? Существование атома было доказано лишь в XIX веке путем эксперимента. Установлено, что атом содержит еще более мелкие по размеру частицы. Атом состоит из ядра и электронов, находящихся в околоядерном пространстве. В ядре сосредоточена практически вся масса атома. Вклад электронов в массу атома крайне мал.

Масса электрона составляет 9,1 · 10−31 кг.

Каждый электрон заряжен отрицательно, условно его заряд принимают равным –1. Символ, которым принято обозначать электрон – ē. Электроны движутся вокруг ядра, перемещаясь по сложным траекториям. Ядро атома состоит из двух типов частиц: протонов и нейтронов. Протоны обозначают буквой р, а нейтроны – n.

В целом атом электронейтрален, то есть его заряд равен нулю. С учетом электронейтральности атома, количество электронов в атоме всегда совпадает с количеством протонов. С учетом того, что в ядре только протоны заряжены (нейтроны заряда не имеют), и заряд каждого протона +1, ядро имеет заряд.

Заряд ядра определяется количеством протонов, и всегда имеет знак + Заряд ядра обозначают символом Z (протонное число)Как определить количество электронов и протонов в атоме? На приведена схема строения атома водорода.

Видно, что атом водорода состоит из одного отрицательно заряженного электрона и положительно заряженного ядра, состоящего из одного протона.

Количество электронов и протонов в атоме химического элемента совпадает с его порядковым номером Рассмотрим другой пример. Определим количество электронов, протонов и заряд ядра для атома кислорода. Порядковый номер кислорода – 8.

Значит, в его атоме содержится 8 электронов, 8 протонов, заряд ядра +8.Как определить количество нейтронов?

В начале параграфа уже упоминалось, что практически вся масса атома сосредоточена в его ядре. В свою очередь ядро состоит из протонов и нейтронов.

Относительная атомная масса элемента, записанная в Периодической Системе, приблизительно равна сумма масс протонов и нейтронов, поскольку масса электронов очень мала.

Сумму масс протонов и нейтронов, равную округленной атомной массе химического элемента, называют массовым (нуклонным) числом и обозначают А. Определим количество нейтронов в атоме кислорода.

Относительная атомная масса кислорода с учетом округления равна 16. Вычтем количество протонов: 16 – 8 = 8. В атоме кислорода 8 нейтронов.

С учетом вышесказанного можем записать несколько простых выражений:

• количество электронов равно количеству протонов ē = p;
• заряд ядра равен количеству протонов и имеет знак +, Z = p

Атом – мельчайшая частица вещества, состоящая из ядра и электронов, движущихся в околоядерном пространстве Протоны и нейтроны имеют общее название – нуклоны (от лат. nucleus – «ядро»).

Термином нуклид обозначают атом с определённым порядковым номером Z и массовым числом А, т.е. с определённым набором протонов и нейтронов. Нуклиды с одним и тем же атомным номером, но с разными массовыми числами называются изотопными нуклидами или просто изотопами (от греч. «изос» – «равный» и «топос» – «место»).

Другими словами, в ядрах всех изотопов данного элемента содержится одинаковое число протонов, но разное число нейтронов. Нуклиды обозначают символом элемента и массовым

• числом: 12С, 14N, 16O
• другая форма записи: углерод-12, азот-14, кислород-16

Если массовое число не указывать, то подразумеваются все природные изотопы данного элемента. Иногда указывают и атомный номер элемента, но это не обязательно, поскольку символ элемента однозначно связан с определённым Z.

Так, для атомов водорода Z = 1, для азота Z = 7, для кислорода Z = 8 и т.д. Разных нуклидов значительно больше, чем элементов.

Например, в природе найдены три изотопа водорода – нуклиды 1Н, 2Н (другое обозначение D – дейтерий) и 3Н (или Т – тритий), три изотопа углерода (12С, 13С и 14С), четыре – серы, пять – кальция, шесть – селена, семь – молибдена, восемь – кадмия, девять – ксенона и десять – олова (это рекорд).

Есть и элементы одиночки, представленные всего одним нуклидом: 9Ве, 19F, 23Na, 27Al, 31P и др. Некоторые природные нуклиды нестабильны: со временем они распадаются; это – радионуклиды.

Ионы

В отличие от атомов, ионы – это заряженные частицы. Ионы образуются в том случае, если нейтральный атом «потеряет» или «приобретет» часть электронов. Например, в результате некоторой реакции, атом натрия утратил один электрон.

Обратимся к Периодической Системе, согласно которой узнаем, что в атоме натрия 11 электронов.

Если один электрон покинет атом, их останется 10, тогда нарушится принцип электронейтральности атома и положительно заряженное ядро будет доминировать, то есть частица приобретет положительный заряд. Частица Na+ и есть ион.

Возможен и другой вариант, атом, в результате химической реакции, может присоединять электроны. В этом случае образуется избыток электронов и, следовательно, суммарный отрицательный заряд электронов больше, чем положительный заряд ядра. Такой ион будет заряжен отрицательно.

Молекулы

Из курса природоведения вам известно, что молекулы образуются из атомов посредством их взаимодействия в результате химических реакций. Например, молекула водорода Н2, образуется при взаимодействии двух атомов водорода.

Молекула – наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами, состоящая из двух или более атомов Подобно молекулам водорода образуются и другие молекулы, например: молекула азота N2, кислорода О2, хлора Cl2 и другие молекулы.

Конечно же, существуют и более сложные молекулы, состоящие из большего числа атомов. Например, сладкий вкус фруктам придает глюкоза.

Существуют очень большие молекулы, в состав которых входят десятки, сотни и даже тысячи атомов! Например, молекулы белков, из которых состоят все живые организмы, состоят из сотен и тысяч различных атомов!

Атомно-молекулярная теория

Процесс познания складывается таким образом, что блестящие догадки и великие теории, являвшиеся в свое время результатом гениального творчества, через более или менее продолжительное время становятся едва ли не тривиальными фактами, которые большинство людей принимает на веру.

Многие ли из нас могли бы самостоятельно, на основе наблюдений и размышлений, догадаться, что Земля круглая, или что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот, и наконец, что существуют атомы и молекулы? С высоты современной науки основные положения атомно-молекулярной теории выглядят всем известными положениями.

Но для ученых прошлого, пытавшихся решить два основных вопроса:

1. Из чего состоят вещества?
2. Почему вещества бывают разными, и почему одни вещества могут превращаться в другие? на решение их ушло более 2000 лет.

Результатом стала атомно- молекулярная теория, основные положения которой можно сформулировать следующим образом:

1. Все вещества состоят из молекул. Молекула – наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами.
2. Молекулы состоят из атомов. Атом – наименьшая частица элемента в химических соединениях. Разным элементам соответствуют разные атомы.
3. Молекулы и атомы находятся в непрерывном движении.
4. При химических реакциях молекулы одних веществ превращаются в молекулы других веществ. Атомы при химических реакциях не изменяются.

Вывод из статьи про Атомы, ионы, молекулы

• Атом – мельчайшая частица вещества, состоящая из ядра и электронов, движущихся в околоядерном пространстве
• Атом состоит из элементарных частиц: электронов, протонов, нейтроно
• Заряд ядра определяется количеством протонов, и всегда имеет знак +. Заряд ядра обозначают символом Z (протонное число)
• Количество электронов и протонов в атоме химического элемента совпадает с его порядковым номером Z
• Округленная до целочисленного значения относительная атомная масса элемента называется массовым (нуклонным) числом и обозначается А
• Ион – заряженная частица, образовавшаяся в результате потери или присоединения атомом части электронов
• Катионы – ионы, заряженные положительно
• Анионы – ионы, заряженные отрицательно
• Молекула – нейтральная частица, состоящая из двух или более атомов
• Атомно-молекулярная теория является результатом развития представлений человека об окружающем мире

Ион и атом: что общего и в чем разница

Атомы и ионы – микроскопические частицы, которые состоят из ядра и электронов, вращающихся вокруг него по орбиталям. Основное, но не единственное, отличие между этими частицами состоит в том, что ион несет определенный заряд, а атом – нет.

Общие сведения об атомах и ионах

Атом – наименьшая частица вещества, обладающая всеми его свойствами. Радиус атома измеряется в пикометрах (метра). Атом – электронейтральная, то есть не несущая заряда структура, состоящая из ядра и вращающихся вокруг него электронов.

Ядро атома состоит из протонов и нейтронов, которые также называются субатомными частицами. Протон несет положительный заряд, по модулю равный заряду электрона. Нейтроны не имеют заряда.

Количество электронов в атоме соответствует числу протонов в ядре, что делает атом в целом электронейтральным.

Атом

Ион – неэлементарная частица, несущая положительный или отрицательный заряд. Ион получается в процессе отрыва или присоединения электрона к атому или группе атомов. Ион с отрицательным зарядом (атом с избытком электронов) называется анионом, а ион, несущий положительный заряд, (атом с недостатком электронов) – катионом.

Ионы

Как происходит образование ионов

Ион образуется из атома в процессе, называемом ионизацией. Катион образуется, когда электрон в атоме получает энергию ионизации, дающую ему возможность преодолеть потенциальный барьер, и удалится от атома, преодолев силы электростатического притяжения. Процесс образования аниона происходит с выделением энергии, когда атом получает дополнительный электрон.

Ионизация может наступить из-за повышения температуры, воздействия электрического поля, рентгеновского излучения или освещения.

Ионизация газов

Некоторые атомы не образуют отрицательных ионов. Например, инертные газы за счет полностью завершенного внешнего электронного уровня не могут присоединить еще один электрон.

Инертные газы не вступают в реакцию с другими веществами при нормальных условиях. Энергия ионизации инертных газов очень высока, по сравнению с атомами других химических элементов – от 10,8 эВ для радона до 24,6 эВ для гелия.

Столь большое значение энергии ионизации усложняет процесс образования ионов инертных газов.

Все щелочные металлы (рубий, натрий, калий, литий, цезий, франций) являются хорошими восстановителями, то есть легко отдают электроны другим атомам, превращаясь в положительно заряженные ионы. Происходит это за счет невысокой энергии ионизации – до 5 эВ. Франций — самый сильный восстановитель.

Атомы этого элемента отдают электроны легче, чем другие, за счет очень низкой энергии ионизации. Щелочные металлы имеют всего один валентный электрон, и его легче отдать, чем присоединить семь электронов для завершения энергетического уровня.

Щелочные металлы могут превращаться в положительно заряженные ионы просто под воздействием освещения.

Аналогичным свойством обладает водород. Его атом имеет единственный электрон и легко отдает его, образуя катион.

Галогены – фтор, бром, йод, хлор и астат (элементы, находящиеся в  основной подгруппе 7-ой группы таблицы Менделеева) обладают высокой электроотрицательностью – свойством смещать к себе общие пары электронов в соединении.

Они легко образуют анионы, поскольку на внешнем уровне у них уже 7 электронов, и недостает всего одного для завершения уровня. Бром, хлор, йод и астат могут образовывать как отрицательные, так и положительные ионы при контакте с более электроотрицательными элементами.

Фтор никогда не образует положительных ионов, так как является элементом с самой высокой электроотрицательностью и имеет высокую энергию ионизации.

Что же общего у атома и иона?

Атом и ион одного и того же элемента имеют в ядре одинаковое количество  протонов и нейтронов.

Ион обозначается тем же символом, что и соответствующий химический элемент в  периодической таблице, только справа указывается значение заряда.

Отличия между атомом и ионом

Основное отличие между атомом и ионом в том, что ион – заряженная частица, а атом – не заряженная.

Также атом и ион одного и того же элемента отличаются по массе, за счет разницы в количестве электронов. Катион имеет меньшую массу, чем атом того же элемента, а анион, соответственно, большую. Разница  между массой атома и массой иона кратна массе электрона.

Ионы, в отличии от атомов, не обладают свойствами простого вещества. Примером этого могут служить кристаллы йода, которые имеют темно-синий цвет, в газообразном состоянии он фиолетовый, а его ионы бесцветны. Ионы йода не дают цветной реакции с крахмалом и не ядовиты, в отличии от кристаллов.

Аналогичный пример – медь. Этот металл имеет золотисто-красный цвет, а его ионы – зелено-голубые.

Калий – серебристый металл, атомы которого активно реагирую с водой, в то время как ионы этого вещества не обладают таким свойством. То же самое различие характерно для свойств атомов и ионов натрия.

Катион водорода в реакции с аммиаком формирует ион аммония. Для молекулы водорода такая реакция не характерна.

Атомы не встречаются в природе самостоятельно, в отличии от ионов. Исключение составляют только инертные газы, которые вступают в реакцию с другими элементами только в экстремальных условиях. Если ион формируется из нескольких атомов, то он существенно отличается от атома размером и структурой. В отличии от атома, ион не относится к элементарным частицам.

Ионы имеют завершенный внешний энергетический уровень – на нем 8 электронов. Никакие атомы, кроме инертных газов, не обладают этим свойством.