منتديات انفاس الحب - الفرق بين الذرة و الايون

الفرق بين الذرة و الايون

الذرات محايدة وتحتوي على نفس عدد البروتونات مثل الإلكترونات بينما الايون هو جسيم مشحون كهربائياً ينتج إما عن طريق إزالة الإلكترونات من ذرة محايدة لإعطاء أيون إيجابي أو إضافة إلكترونات إلى ذرة محايدة لإعطاء أيون سالب، عندها يتم تشكيل أيون وعدد البروتونات لا يتغير ويمكن تحويل الذرات المحايدة إلى أيونات مشحونة بشكل إيجابي عن طريق إزالة إلكترون واحد أو أكثر فعلى سبيل المثال تحتوي ذرة الصوديوم المحايدة على 11 بروتون و11 إلكترون وعن طريق إزالة إلكترون من هذه الذرة نحصل على إيون مشحون إيجابياً، بينما الذرات التي تكتسب الإلكترونات الإضافية تصبح مشحونة بشكل سلبي فعلى سبيل المثال تحتوي ذرة الكلور المحايدة على 17 بروتون و17 إلكترون وعن طريق إضافة إلكترون واحد أكثر نحصل على أيون مشحون بشكل سلبي.

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

كل هذا حدث خلال الدقائق الأولى من وجود الكون، وفقا لـ”CERN”، استغرق الكون 380،000 سنة ليبرد بما فيه الكفاية لإبطاء الإلكترونات بحيث يمكن للنواة التقاطها لتشكيل الذرات الأولى وكانت الذرات الأولى التى تشكلت هى الهيدروجين والهيليوم والتي لا تزال العناصر الأكثر وفرة في الكون-وفقا لمختبر جيفرسون- وتسببت الجاذبية في نهاية المطاف في غيوم من الغاز التى تجمعت لتشكيل النجوم وكانت أثقل الذرات (ولا تزال) التي تم إنشاؤها داخل النجوم وإرسالها في جميع أنحاء الكون عندما انفجرت هى الذرات التى اجتمعت لتشكيل النجم (سوبرنوفا).

أفضل تعريف للذرة
الذرة هى جسيمات المادة التي تحدد العنصر الكيميائي بشكل مثالي، الذرة تتكون من نواة مركزية تحتوي في مستوى تكافؤها الخارجي عادة على واحد أو اثنين من الإلكترونات، النواة تكون مشحونة بشكل إيجابي وتضم جسيمات ثقيلة جدًا 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 ذرة أو مجموعة من الذرات تحمل واحدة أو أكثر من الشحنات الكهربائية الإيجابية أو السلبية ولأيونات المشحونة بشكل إيجابي تسمى (الكاتيونات) والأيونات المشحونة بشكل سلبي تسمى (الأيونات) وتتكون الأيونات من خلال إضافة الإلكترونات أو إزالتها من الذرات أو الجزيئات المحايدة أو الايونات الاخرى وذلك عن طريق الجمع بين الأيونات مع الجسيمات أو عن طريق تمزق رابطة تساهم بين ذرتين، هذه الطريقة تترك إلكترونات السندات في ارتباط مع واحدة من الذرات المستبعدة سابقًا ،ومن الأمثلة على هذه العمليات رد فعل ذرة الصوديوم مع ذرة الكلور لتشكيل مادة كلوريد الصوديوم وأيون ذرة الصوديوم مع ذرة الكلور، تتكون العديد من المواد البلورية من الأيونات التي تُعقد في أنماط هندسية منتظمة من خلال جذب الجسيمات المشحونة بشكل عكسي لبعضها البعض فتهاجر الأيونات تحت تأثير حقل كهربائي (موصلات التيار الكهربائي في الخلايا الالكترونية)

ما هي خصائص الأيونات
الأيونات هي جسيمات تحمل شحنات كهربائية ولكن عندما تكون في مراحل مكثفة فإنها تكون موجودة كتركيبات محايدة كهربائيًا من الجسيمات المشحونة بشكل إيجابي وسلبي مما يكون نوعين من أنواع الأيونات: الكاتيونات والأيونات، على الرغم من أن الماء هو المذيب الأكثر أهمية فإن الأيونات توجد أيضا في بيئات أخرىفي المذيبات غير المائية والمختلطة) وفي مراحل مكثفة دون أي مذيبات مثل (درجة حرارة الغرفة) توجد فى شكل السوائل الأيونية أو الأملاح المنصهرة.

بالإضافة إلى كونها مشحونة بشكل إيجابي أو سلبي يمكن للأيونات أن ترتبط مع بعضها لتكون عدد لا نهائي من المركبات الكيميائية الايونية، تتكون بعض المركبات الشائعة بشكل كامل تقريبًا من الأيونات المستعبدة كيميائيًا فعلى سبيل المثال يتكون الملح من سلسلة متكررة من أنيونات الكلوريد وكاتيونات الصوديوم، وتشمل الأمثلة الأخرى للأيونات الهامة “الشوارد” مثل الكلوريد والبوتاسيوم والمغنيسيوم فأيونات الكالسيوم تعتبر ضرورية للصحة والشوارد في المشروبات الرياضية تساعد على ترطيب الجسم وأيونات البوتاسيوم تساعد على تنظيم وظائف القلب والعضلات بينما الكالسيوم عنصر بالغ الأهمية لنمو العظام وإصلاحها كما أنه يلعب دوراً في دعم النبضات العصبية وتخثر الدم.

المركبات الايونية
المركبات التي تتكون من الأيونات تعرف باسم المركبات الأيونية، الذرات التي تكسب أو تفقد الإلكترونات تسمى الأيونات وقد يكون للأيونات شحنة سالبة أو شحنة موجبة وعندما تفقد اللافلزات الإلكترونات للحصول على شحنة سالبة تشكل أيونات بينما تفقد المعادن الإلكترونات للحصول على شحنة موجبة ويتم تشكيل الكاتيونات.

خصائص المركبات الأيونية
المركبات الأيونية لديها ارتفاع فى ن الغليان ون الذوبان وذلك لانها قوية جدًا وتتطلب الكثير من الطاقة لكسر روابطها.
القوى الكهربائية الناتجة من الجذب بين الأيونات المشحونة عكسيًا تؤدي إلى تشكيل الأيونات.
المركبات الأيونية تشكل بلورات.
هذه المركبات هشة وتتحطم لقطع صغيرة بسهولة.
المركبات الكهربائية التكافؤ عادة ما تذوب في الماء وتكون غير قابلة للذوبان في المذيبات مثل النفط والبنزين والكيروسين، الخ.
المركبات الأيونية تسمح بمرور الكهرباء في حالتها الصلبة لكنها لا تسمح بمرور الكهرباء في حالتها المنصهرة.
بالمقارنة مع المركبات الجزيئية المركبات الأيونية لديها محتوى حراري أعلى من حيث الانصهار والتبخّر

كيف تتكون الايونات
قام العلماء بالبحث عن تكون الأيون فوجدوا أن الأيونات تتكون عندما تقوم الذرات بفقد أو كسب الإلكترونات لتحقق وجود ثمانية الكترونات كاملة فى مستوى التكافؤ الخارجي، تصبح الذرات مشحونة بشكل إيجابي لأنها تفقد الإلكترونات وتسمى (الكاتيونات) ويتم شحنها بشكل سلبي عندما تكتسب الإلكترونات وتسمى (أنيونات).

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