ما الفرق بين الايون والذرة ؟ “
الفرق بين الذرة و الايون
الذرات في حالة محايدة وتحتوي على نفس عدد البروتونات والإلكترونات. أما الأيون، فهو جسيم مشحون كهربائيا، ويحدث ذلك عند إزالة إلكترونات من الذرة المحايدة لتكون إيون إيجابي، أو عند إضافة إلكترونات إلى الذرة المحايدة لتكون إيون سالب. في هذه الحالة، يتم تشكيل الأيون وعدد البروتونات لا يتغير. يمكن تحويل الذرات المحايدة إلى أيونات مشحونة إيجابيا عن طريق إزالة إلكترون واحد أو أكثر. على سبيل المثال، تحتوي ذرة الصوديوم المحايدة على 11 بروتون و 11 إلكترون، وعند إزالة إلكترون منها، نحصل على إيون مشحون إيجابيا. وبالمثل، عندما تكتسب الذرات إلكترونات إضافية، تصبح مشحونة سلبيا. على سبيل المثال، تحتوي ذرة الكلور المحايدة على 17 بروتون و 17 إلكترون، وعند إضافة إلكترون واحد إضافي، نحصل على أيون مشحون سلبيا.
إن كسب أو فقدان الإلكترونات من قبل الذرة لتشكيل أيونات سالبة أو إيجابية له تأثير هائل على الخصائص الكيميائية والفيزيائية للذرة، على سبيل المثال ينفجر معدن الصوديوم (الذي يتكون من ذرات الصوديوم المحايدة) في اللهب وعندما يتعلق الأمر بالماء فإن ذرات الكلور المحايدة تتحد على الفور لتشكيل جزيئات Cl2 وتصبحالذرة مشحونة إيجابيًا بـ Na + ومحمّلة سلبيًا Cl- وتكون أيونات غير نشطة حتى نتمكن من أخذها بأمان إلى أجسامنا كملح للطعام.
ما هي الذرة
الذرات هى الوحدات الأساسية للمادة والهيكل المحدد للعناصر ،مصطلح “ذرة” يأتي من الكلمة اليونانية التي تعني “التجزئة” لأنه كان يُعتقد قديمًا أن الذرات هي أصغر الأشياء في الكون ولا يمكن تقسيمها ونحن نعلم الآن أن الذرات تتكون من ثلاثة جسيمات: (البروتونات والنيوترونات والإلكترونات) التي تتكون من جزيئات أصغر مثل (الكواركات)، تم إنشاء الذرات بعد الانفجار الكبير قبل 13.7 مليار سنة ومع تبريد الكون الجديد أصبحت الظروف مناسبة للكواركات والإلكترونات للتشكل فاجتمعت الكواركات لتشكل بروتونات ونيوترونات وتوحدت هذه الجسيمات في نواة
تمت جميع هذه الأحداث في الدقائق الأولى لوجود الكون، ووفقا لـ CERN ، استغرق الكون 380،000 سنة ليبرد بما فيه الكفاية لتبطئة الإلكترونات بحيث يمكن للنواة أن تلتقطها وتشكل الذرات الأولى، والتي كانت الهيدروجين والهيليوم، وهما لا تزالان العناصر الأكثر وفرة في الكون وفقا لمختبر جيفرسون. وفي النهاية، تسببت الجاذبية في تجميع سحابة من الغاز لتشكيل النجوم، وكانت الذرات الأثقل (والتي لا تزال) التي تم إنشاؤها داخل النجوم وتم إرسالها في جميع أنحاء الكون عندما انفجرت هي الذرات التي تجمعت لتشكيل النجم (السوبرنوفا).
أفضل تعريف للذرة
تشكل الذرة جسيمات المادة التي تحدد العنصر الكيميائي بشكل فريد. وتتألف الذرة من نواة مركزية تحتوي عادة على واحد أو اثنين من الإلكترونات في المستوى الخارجي، وتحمل النواة شحنة موجبة وتتكون من جسيمات ثقيلة تسمى البروتونات والنيوترونات.
الجسيمات الذرية
البروتونات والنيوترونات أثقل من الإلكترونات وتوجد في النواة في مركز الذرة، الإلكترونات خفيفة الوزن للغاية وتوجد في سحابة تدور حول النواة وذكر مختبر “لوس الاموس الوطنى” ان سحابة الالكترون نصف قطرها 10 الاف مرة اكبر من النواة بينما البروتونات والنيوترونات لها نفس الكتلة تقريباً، ومع ذلك فإن حجم البروتون هو حوالي 1835 مرة أكبر من الإلكترون، الذرات دائماً لديها عدد متساو من البروتونات والإلكترونات وعدد البروتونات والنيوترونات هو نفسه عادةً أيضاً وإضافة بروتون إلى ذرة يجعلها تصنع عنصرًا جديدًا في حين أن إضافة نيوترونًا يصنع نظيرًا أو نسخة أثقل من تلك الذرة.
ما هو الايون
أي جسيمة صغيرة أو مجموعة من الجسيمات الصغيرة تحمل واحدة أو أكثر من التوترات الكهربائية الموجبة أو السالبة، والجسيمات المشحونة بشكل إيجابي تسمى (الكاتيونات)، والجسيمات المشحونة بشكل سلبي تسمى (الأنيونات). وتتكون الأنيونات والكاتيونات عن طريق إضافة أو إزالة الإلكترونات من الجسيمات الصغيرة أو الجزيئات المحايدة أو الأنيونات الأخرى، وذلك عن طريق ارتباط الأنيونات مع الجسيمات أو بفصل رابطة تربط بين جسيمتين. وبهذه الطريقة، تترك الإلكترونات في الروابط ترتبط مع إحدى الجسيمات التي كانت مستبعدة في السابق. ومن أمثلة هذه العمليات هو تفاعل ذرة الصوديوم مع ذرة الكلور لتشكيل مادة كلوريد الصوديوم وأنيون ذرة الصوديوم مع ذرة الكلور. وتتكون العديد من المواد البلورية من الأنيونات والكاتيونات التي ترتبط في أنماط هندسية منتظمة عن طريق جذب الجسيمات المشحونة بشكل متعاكس. وتتحرك الأنيونات تحت تأثير حقل كهربائي (موصلات التيار الكهربائي في الأجهزة الإلكترونية)
ما هي خصائص الأيونات
الأيونات هي جسيمات تحمل شحنات كهربائية، ولكن عندما تكون في مراحل مكثفة، فإنها تكون موجودة على هيئة تركيبات محايدة كهربائيا من الجسيمات المشحونة بشكل إيجابي وسلبي، مما يؤدي إلى وجود نوعين من الأيونات: الكاتيونات والأنيونات. وعلى الرغم من أن الماء هو المذيب الأكثر أهمية، فإن الأيونات توجد أيضا في بيئات أخرى، مثل المذيبات غير المائية والمختلطة، وفي مراحل مكثفة دون أي مذيبات، مثل درجة حرارة الغرفة، فإنها توجد على شكل سوائل أيونية أو أملاح منصهرة.
إضافة إلى كونها مشحونة بشكل إيجابي أو سلبي، يمكن للأيونات أن ترتبط مع بعضها لتشكيل عدد لا نهائي من المركبات الكيميائية الأيونية. تتكون بعض المركبات الشائعة تقريبا بالكامل من الأيونات المستعبدة كيميائيا، على سبيل المثال، الملح يتكون من سلسلة متكررة من أنيونات الكلوريد وكاتيونات الصوديوم. وتشمل الأيونات الهامة الأخرى “الشوارد” مثل الكلوريد والبوتاسيوم والمغنيسيوم. فأيونات الكالسيوم ضرورية للصحة، وتساعد الشوارد في المشروبات الرياضية على ترطيب الجسم، وأيونات البوتاسيوم تساعد على تنظيم وظائف القلب والعضلات، بينما الكالسيوم عنصر بالغ الأهمية لنمو العظام وإصلاحها، كما أنه يلعب دورا في دعم النبضات العصبية وتخثر الدم.
المركبات الايونية
تعرف المركبات التي تتكون من الأيونات باسم المركبات الأيونية، حيث تسمى الذرات التي تكسب أو تفقد الإلكترونات بالأيونات، وقد تحمل الأيونات شحنة سالبة أو موجبة، فعندما تفقد اللافلزات الإلكترونات لتحصل على شحنة سالبة، تتشكل الأيونات السالبة، وعندما يفقد المعادن الإلكترونات لتحصل على شحنة موجبة، تتشكل الكاتيونات.
خصائص المركبات الأيونية
- تتميز المركبات الأيونية بارتفاع نقطة الغليان ونقطة الذوبان بسبب قوتها العالية والتي تتطلب الكثير من الطاقة لكسر روابطها.
- تؤدي القوى الكهربائية الناتجة عن جذب الأيونات المشحونة عكسياً إلى تكوين الأيونات.
- المركبات الأيونية تشكل بلورات.
- تتكسر هذه المركبات بسهولة إلى قطع صغيرة لأنها هشة.
- عادةً ما تذوب المركبات الكهربائية التكافؤ في الماء وتكون غير قابلة للذوبان في المذيبات مثل النفط والبنزين والكيروسين، إلخ.
- المركبات الأيونية تسمح بمرور الكهرباء في حالتها الصلبة، ولكن لا تسمح بمرور الكهرباء في حالتها المنصهرة.
- تتميز المركبات الأيونية بمحتوى حراري أعلى من المركبات الجزيئية فيما يتعلق بالانصهار والتبخّر
كيف تتكون الايونات
قام العلماء بإجراء بحث حول تكون الأيونات واكتشفوا أن الأيونات تتشكل عندما تفقد الذرات أو تكتسب الإلكترونات، بهدف تحقيق تكافؤ الكترونات الخارجية بثمانية، وبناء على ذلك تكون الذرات مشحونة بشكل إيجابي عند فقدانها الإلكترونات وتعرف بأنها (الكاتيونات)، بينما تكون مشحونة سلبيا عند اكتسابها الإلكترونات وتعرف بأنها (الأنيونات).
هل توجد الأيونات بشكل طبيعي
عندما ترتبط الأيونات ببعضها البعض وتكون باشارة مختلفة فأنها تستمر بصد بعضها البعض لذلك الأيونات عادة لا تتكون من تلقاء نفسها لكنها قد تتربط لتشكيل الكريستال من الايونات المختلفة الاشارة (ايجابية وسلبية)، ويعتبر المركب الناتج حمض ايونيك ويقال إن الرابطة الأيونية قد تشكلت لربطه معًا.