ЩО ТАКЕ НЕЙТРАЛЬНИЙ АТОМ? (ІЗ ПРИКЛАДАМИ) - ХІМІЯ

Нейтральний атом є той , який відчуває нестачу в електричний заряд за рахунок компромісу між кількістю його протонів і електронів. Обидва є електрично зарядженими субатомними частинками.

Протони агломеровані нейтронами і складають ядро; в той час як електрони розмиваються, визначаючи електронну хмару. Коли кількість протонів в атомі, що дорівнює його атомному номеру (Z), дорівнює кількості електронів, говорять про те, що між електричними зарядами всередині атома відбувається компроміс.

Атом водню. Джерело: Mets501 через Wikipedia.

Наприклад, у вас є атом водню (верхнє зображення), в якому є протон і електрон. Протон розташований у центрі атома як його ядро, в той час як електрон обертається навколо навколишнього простору, залишаючи ділянки нижчої електронної щільності, коли він відходить від ядра.

Це нейтральний атом, оскільки Z дорівнює кількості електронів (1p = 1e). Якби атом Н втратив той єдиний протон, атомний радіус зменшився б і заряд протона переважав, перетворюючись на катіон Н ⁺ (гідрон). Якщо, з іншого боку, він отримав електрон, було б два електрона, і він став би H ^- (гідридним) аніоном .

Нейтральний атом проти іона

На прикладі нейтрального атома H було встановлено, що число протонів дорівнює кількості електронів (1p = 1e); ситуація, яка не виникає з іонами, отриманими внаслідок втрати або посилення електрона .

Іони утворюються зміною кількості електронів, або через атом, що набирає їх (-), або втрачаючи їх (+).

В атомі катіона H ⁺ валентний заряд одиночного протона переважає над повною відсутністю електрона (1p> 0e). Це стосується всіх інших важчих атомів (np> ne) в періодичній таблиці.

Хоча наявність позитивного заряду може здатися незначним, воно діагонально змінює характеристики розглянутого елемента.

З іншого боку, в атомі аніона Н ^- негативний заряд двох електронів переважає проти єдиного протона ядра (1п <2е). Так само й інші аніони більшої маси мають надлишок електронів порівняно з кількістю протонів (np+ і H ^- абсолютно відрізняються від H.

Na проти Na

Більш відомий приклад - металевий натрій. Її нейтральний атом Na, Z = 11, має 11 протонів; тому для компенсації позитивних зарядів повинно бути 11 електронів (11p = 11e).

Натрій, будучи високоелектричним металевим елементом, дуже легко втрачає електрони; в цьому випадку він втрачає лише один, валентний шар (11p> 10e). Таким чином, утворюється катіон Na ⁺ , який електростатично взаємодіє з аніоном; як хлорид, Cl ^- , у солі хлориду натрію, NaCl.

Металевий натрій отруйний та агресивний, а його катіон навіть присутній у клітинах. Це показує, як властивості елемента можуть різко змінюватися, коли він набирає або втрачає електрони.

З іншого боку, аніона Na ^- (натрію, гіпотетично) не існує; і якби його можна було утворити, воно було б надзвичайно реакційноздатним, оскільки це суперечить хімічній природі натрію для отримання електронів. Na ^- мав би 12 електронів, що перевищує позитивний заряд його ядра (11p <12e).

Нейтральні молекули

Атоми ковалентно пов'язані, щоб породжувати молекули, які також можна назвати сполуками. У межах молекули не може бути ізольованих іонів; натомість є атоми з формальними позитивними чи негативними зарядами. Ці заряджені атоми впливають на чистий заряд молекули, перетворюючи її на багатоатомний іон.

Щоб молекула була нейтральною, сума формальних зарядів її атомів повинна бути дорівнює нулю; або, простіше кажучи, всі його атоми нейтральні. Якщо атоми, що складають молекулу, нейтральні, це теж буде.

Наприклад, у вас молекула води, H ₂ O. Два її атоми Н є нейтральними, як і атом кисню. Вони не можуть бути представлені так само, як показано на зображенні атома водню; оскільки, хоча ядро не змінюється, електронна хмара.

Іон гідронію H ₃ O ⁺ , з іншого боку, має частково позитивно заряджений атом кисню. Це означає, що в цьому багатоатомному іоні він втрачає електрон, і тому його кількість протонів більша, ніж у його електронів.

Приклади

Кисень

Нейтральний атом кисню має 8 протонів і 8 електронів. Коли він набирає два електрони, він утворює те, що відомо як аніон оксиду, O ^2- . У ній переважають негативні заряди з надлишком двох електронів (8p <10e).

Нейтральні атоми кисню мають високу схильність до реакції та зв’язування між собою, утворюючи O ₂ . Саме з цієї причини там немає «вільних» атомів O самостійно і не реагуючи ні на що. Всі відомі реакції для цього газу відносяться до молекулярного кисню, O ₂ .

Мідь

У міді є 29 протонів і 29 електронів (крім нейтронів). На відміну від кисню, його нейтральні атоми можна знайти в природі завдяки металевому зв’язку та відносній стійкості.

Як і натрій, він, як правило, втрачає електрони, а не отримує їх. З огляду на його електронну конфігурацію та інші аспекти, вона може втратити один або два електрони, стаючи одновалентной катіони, Cu ⁺ , або двухвалентной міді, Cu ²⁺ , відповідно.

Катіон Cu ⁺ має один менший електрон (29p <28e), а Cu ²⁺ втратив два електрони (29p <27e).

Благородні гази

Благородні гази (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) - один з небагатьох елементів, які існують у вигляді їх нейтральних атомів. Їх атомні числа: 2, 10, 18, 36, 54 та 86 відповідно. Вони не набирають і не втрачають електрони; хоча ксенон, Xe, може утворювати сполуки з фтором і втрачати електрони.

Металеві сплави

Метали, якщо вони захищені від корозії, можуть зберігати атоми нейтральними, з'єднаними металевими зв’язками. У сплавах, твердих розчинах металів, атоми залишаються (переважно) нейтральними. Наприклад, у латуні є нейтральні атоми Cu та Zn.

Список літератури

Джецер Караско. (2016). Що таке нейтральний атом? Відновлено з сайту: Introduction-to-physics.com
Маркінг, Самуель. (25 квітня 2017 р.). Приклади нейтральних атомів. Наукові роботи. Відновлено: sciaching.com
Chem4kids. (2018) .Видимо в Іони. Відновлено з: chem4kids.com
Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія. (8-е видання). CENGAGE Навчання.
Шивер і Аткінс. (2008). Неорганічна хімія. (Четверте видання). Mc Graw Hill.

ЩО ТАКЕ НЕЙТРАЛЬНИЙ АТОМ? (ІЗ ПРИКЛАДАМИ) - ХІМІЯ - 2025