יונים נגד אלקטרונים
יש הרבה הבדלים בין אלקטרונים ליונים; גודל, מטען וטבע הם חלק מהם. אלקטרונים הם מיקרו-חלקיקים בעלי מטען שלילי ויונים הם מולקולות או אטומים בעלי מטען שלילי או חיובי. מאפיינים של אלקטרונים מוסברים באמצעות "מכניקת קוונטים". אבל תכונות של יונים ניתנות להסבר באמצעות כימיה כללית. אלקטרון (סמל: β- או ℮-) הוא חלקיק תת-אטומי, ואין לו תת-חלקיקים או מבנים משנה. אבל, ליונים יכולים להיות מבנים מורכבים אפילו יותר עם רכיבי משנה.
מהו אלקטרון?
אלקטרון התגלה לראשונה על ידי ג'יי.ג'יי תומפסון בשנת 1906 בזמן שעבד עם קרני קתודה הנקראות קרני אלקטרונים. הוא גילה שאלקטרונים הם מיקרו-חלקיקים בעלי מטען שלילי. הוא נהג לקרוא להם "גופים". יתרה מכך, הוא גילה שהאלקטרון הוא יסוד של האטום והוא קטן יותר מפי 1000 מאטום המימן. גודל האלקטרון הוא בערך 1/1836 של פרוטון.
לפי התיאוריה של בוהר, אלקטרונים מסתובבים סביב הגרעין. אבל מאוחר יותר, כתוצאה מניסויים מדעיים, נמצא שהאלקטרונים מתנהגים יותר כמו גלים אלקטרומגנטיים מאשר חלקיקים מסתובבים.
מהו יון?
כפי שנאמר קודם, יונים הם מולקולות או אטומים בעלי מטען שלילי או חיובי. גם אטומים וגם מולקולות יכולים ליצור יונים על ידי קבלה או הסרה של אלקטרונים.הם מקבלים מטען חיובי (K+, Ca2+, Al3+) על ידי הסרת אלקטרונים ו קבל מטען שלילי (Cl–, S2-, AlO3–) על ידי קבלת אלקטרונים. כאשר נוצר יון, מספר האלקטרונים אינו שווה למספר הפרוטונים. עם זאת, זה לא משנה את מספר הפרוטונים באטום/מולקולה. לרווח או לאובדן של אלקטרונים אחד או יותר יש השפעה משמעותית על התכונות הפיזיקליות והכימיות של האטום/מולקולת האב.
מה ההבדל בין אלקטרונים ליונים?
טעינה חשמלית:
• אלקטרונים נחשבים כחלקיקים יסודיים בעלי מטען שלילי אך יכולים להיות חיוביים או שליליים.
• יונים בעלי מטען חיובי נקראים "יונים חיוביים" ובאופן דומה יונים בעלי מטען שלילי נקראים "יונים שליליים". יונים נוצרים על ידי קבלה או תרומה של אלקטרונים.
– דוגמאות ליונים חיוביים: Na+, Ca2+, Al3+, Pb4+, NH4+
- דוגמאות ליונים שליליים: Cl–, S2-, AlO3 –
גודל:
• אלקטרונים הם חלקיקים קטנים במיוחד בהשוואה ליונים.
• גודל היונים משתנה בהתאם למספר גורמים.
• גודלו של אלקטרון הוא ערך קבוע; זה בערך 1/1836 של פרוטון.
מבנה אטומי:
• אלקטרונים אינם פוליאטומיים או מונואטומיים. אלקטרונים אינם מתחברים זה לזה ויוצרים תרכובות.
• יונים יכולים להיות רב-אטומיים או חד-אטומיים; יונים חד-אטומיים מכילים רק אטום אחד ואילו יונים רב-אטומיים מכילים יותר מאטום אחד.
– יונים מונוטומיים: Na+, Ca2+, Al3+, Pb4+
– יונים פוליאטומיים: ClO3–, SO4 3-
חלקיקים:
• אלקטרונים הם מיקרו-חלקיקים ובעלי תכונות גל-חלקיקי (דואליות גל-חלקיק).
• יונים נחשבים כחלקיקים בלבד.
Elements:
• אלקטרונים נחשבים כחלקיקי יסוד. במילים אחרות, לא ניתן לחלק אלקטרונים לרכיבים או תתי-מבנים קטנים יותר.
• לכל היונים יש תת-רכיבים. לדוגמה, יונים פוליאטומיים מכילים אטומים שונים; ניתן לחלק עוד יותר אטומים לנייטרונים, פרוטונים, אלקטרונים וכו'.
נכסים:
• לכל האלקטרונים תכונות גל-חלקיקי גלים דומות, אותן ניתן להסביר באמצעות מכניקת הקוונטים.
• התכונות הכימיות והפיזיקליות של יונים משתנות מיון ליון. במילים אחרות, ליונים שונים יש תכונות כימיות ופיזיקליות שונות.
