3.6: The Importance of Ions to a Chemist

author
3 minutes, 12 seconds Read

Chemicy doceniają izotopy i używają ich w badaniach podstawowych i stosowanych. Jednakże, są one bardziej zainteresowane z ruchem elektronów. Kiedy atom zyskuje lub traci elektrony, staje się naładowanym gatunkiem lub jonem. W takim przypadku jądro nie ulega zmianie. W przypadku atomów, które tracą elektrony, powstaje ogólny ładunek dodatni (#protony > #elektrony). Atomy, które tworzą tego typu jony nazywane są kationami. Atomy metali (znajdujące się po lewej stronie układu okresowego) zawsze tracą elektrony, aby stać się kationami.

Rysunek \(\PageIndex{1}}): Neutralne atomy stają się jonami poprzez utratę elektronu (tworząc dodatnio naładowane kationy) lub uzyskanie elektronów (tworząc ujemnie naładowane aniony). (Public Domain; Delmar Larsen)

W przeciwieństwie do atomów metali, niemetale zyskują elektrony, aby stać się anionami. Tego typu jony mają ogólny ładunek ujemny (#elektrony > #protony). Z wyjątkiem gazów szlachetnych, wszystkie atomy w układzie okresowym będą tracić lub zyskiwać elektrony, aby osiągnąć stabilność elektroniczną. Różne rodzaje wiązań występują, gdy atomy tracą, zyskują lub dzielą się elektronami. Te typy połączeń atomowych będą dalej omawiane w rozdziale 4 twojego podręcznika.

Interaktywne: Budowanie Atomu

Zbuduj atom z protonów, neutronów i elektronów, i zobacz jak zmienia się element, ładunek i masa. Następnie zagraj w grę, aby sprawdzić swoje pomysły!

W tym momencie powinieneś być w stanie obliczyć wszystkie cząstki subatomowe, gdy podany jest określony ładunek jonu. Ponadto powinieneś opanować klasyfikacje jonów (rozpoznanie, że kationy są dodatnie, a aniony ujemne). Zapamiętanie ładunków konkretnych jonów będzie wymagane przy pracy nad rozdziałem 4 podręcznika. Na razie ładunki jonów będą podane i nie należy ich zapamiętywać. Zauważ i doceń ładunki jonów pierwiastków grupy głównej w poniższym układzie okresowym. Na koniec, chemicy nie piszą liczby dla ładunków zawierających liczbę jeden (1). Dla tych gatunków, zobaczysz tylko znak + lub -. Ładunki o większej wielkości zawsze będą miały liczbę związaną z symbolem pierwiastka.

Rysunek \(\PageIndex{2}}): Układ okresowy z ładunkami jonów powszechnie występujących pierwiastków grupy głównej. Ładunek, jaki uzyskuje atom, gdy staje się jonem, jest związany ze strukturą układu okresowego. W obrębie danej grupy (rodziny) pierwiastków, atomy tworzą jony o określonym ładunku. Należy pamiętać, że wodór może przyjąć ładunek + lub -. Gdy używa się słowa wodorek, oznacza to, że wodór ma ładunek -.

Przykład: IOnic Classification

Oblicz cząstki subatomowe dla poniższych gatunków, korzystając z informacji zawartych na rysunku \(\PageIndex{2}}). Oznacz każdą z nich jako atom, kation lub anion. Odwołaj się do układu okresowego dla mas, liczb atomowych i specyficznych ładunków jonów.

  1. Jon glinu
  2. Atom cyrkonu
  3. Jon siarki

Rozwiązania

  1. W jonie glinu znajduje się 13 protonów, 14 neutronów i 10 elektronów. Ten jon jest dodatnio naładowany, co oznacza, że stracił elektrony i tworzy kation.
  2. W atomie cyrkonu znajduje się 40 protonów, 51 neutronów i 40 elektronów. Jest to atom, który nie ma ładunku całkowitego.
  3. Jest 16 protonów, 16 neutronów i 18 elektronów w jonie siarki. Jon ten jest naładowany ujemnie, co oznacza, że zyskał elektrony i tworzy anion.

Przykład: Zapis mas A/Z i symbolu

Pisz zapisy mas A/Z i symbolu dla jonów/atomów z poprzedniego pytania.

Rozwiązania

  1. (^^{27}_{13}Al^{3+}}) i Al-27
  2. (^{91}_{40}Zr}}) i Zr-.91
  3. (^{32}_{16}S}^{2-}}) i S-32

Jeśli atom zyskuje lub traci elektrony, powinno to być przedstawione w formacie A/Z. Format symbol-masa nie wyświetla ładunku jonu. Pamiętaj, neutrony i protony nie są dotknięte przez zmiany elektronów.

Need More Practice?

  • Turn to Section 3.E niniejszego OER i rozwiąż problemy #5 i #9.

Wydawcy

  • Elizabeth R. Gordon (Furman University)

.

Similar Posts

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.