HVA ER ET NØYTRALT ATOM? (MED EKSEMPLER) - KJEMI - 2025

Et nøytralt atom er et som mangler en elektrisk ladning på grunn av en avveining mellom antallet protoner og elektroner. Begge er elektrisk ladede subatomære partikler.

Protoner er agglomerert med nøytroner, og utgjør kjernen; mens elektronene er uskarpe og definerer en elektronisk sky. Når antallet protoner i et atom, lik atomantallet (Z), tilsvarer antall elektroner, sies det at det er en avveining mellom de elektriske ladningene i atomet.

Hydrogenatom. Kilde: Mets501 via Wikipedia.

For eksempel har du et hydrogenatom (øvre bilde), som har en proton og et elektron. Protonet er plassert i midten av atomet som kjernen, mens elektronet går i bane rundt det omkringliggende rommet, og etterlater regioner med lavere elektrontetthet når det beveger seg bort fra kjernen.

Dette er et nøytralt atom fordi Z er lik antall elektroner (1p = 1e). Hvis H-atomet mistet det ene protonet, ville atomradiusen krympe og ladningen til protonet, og bli kationen H ⁺ (hydron). Hvis den derimot fikk et elektron, ville det være to elektroner og det ville blitt H ^- (hydrid) -anjonen .

Nøytralt atom vs ion

For eksempelet med det nøytrale atomet til H, ble det funnet at antall protoner tilsvarer antall elektroner (1p = 1e); en situasjon som ikke forekommer med ioner avledet fra tap eller gevinst av et elektron .

Ioner dannes av en endring i antall elektroner, enten på grunn av atomet får dem (-) eller mister dem (+).

I kationatomet H ⁺ dominerer valensladningen til det ene protonet over det totale fraværet av et elektron (1p> 0e). Dette gjelder alle andre tyngre atomer (np> ne) i periodiske tabeller.

Selv om tilstedeværelsen av en positiv ladning kan virke ubetydelig, endrer den diagonalt egenskapene til det aktuelle elementet.

På den annen side, i atom av anionet H ^- den negative ladning av de to elektronene dominerer mot den eneste proton av kjernen (1 p <2e). På samme måte har de andre anionene med større masse et overskudd av elektroner sammenlignet med antall protoner (np+ og H ^- er helt forskjellige fra H.

Na vs Na

Et bedre kjent eksempel er det av metallisk natrium. Dens nøytrale atom, Na, med Z = 11, har 11 protoner; derfor må det være 11 elektroner for å kompensere for de positive ladningene (11p = 11e).

Natrium, som er et sterkt elektropositivt metallisk element, mister lett elektronene sine; i dette tilfellet mister den bare ett, valenslaget (11p> 10e). Dermed blir Na ⁺ -kationen dannet , som elektrostatisk samspiller med et anion; som klorid, Cl ^- , i natriumkloridsaltet, NaCl.

Metallisk natrium er giftig og etsende, mens kationet til og med er til stede i celler. Dette viser hvordan egenskapene til et element kan endre seg dramatisk når det får eller mister elektroner.

På den annen side eksisterer ikke anionen Na ^- (natrium, hypotetisk); og hvis det kunne dannes, ville det være ekstremt reaktivt, siden det strider mot den kjemiske naturen til å få elektroner. Na ^- ville ha 12 elektroner, som overskrider den positive ladningen for kjernen (11p <12e).

Nøytrale molekyler

Atomer er kovalent bundet for å gi opphav til molekyler, som også kan kalles forbindelser. I et molekyl kan det ikke være isolerte ioner; i stedet er det atomer med formelle positive eller negative ladninger. Disse ladede atomer påvirker molekylets nettoladning og transformerer det til et polyatomisk ion.

For at et molekyl skal være nøytralt, må summen av de formelle ladningene til dets atomer være lik null; eller, ganske enkelt, alle atomer er nøytrale. Hvis atomene som utgjør et molekyl er nøytrale, vil dette være det også.

For eksempel har du vannmolekylet, H ₂ O. Dets to H-atomer er nøytrale, og det samme er oksygenatom. De kan ikke være representert på samme måte som vist på bildet av hydrogenatom; siden selv om kjernen ikke endrer seg, gjør den elektroniske skyen det.

Den hydronium-ion, H ₃ O ⁺ , på den annen side besitter en delvis positivt ladet oksygenatom. Dette betyr at i dette polyatomiske ionet mister det et elektron, og derfor er antallet protoner større enn det for elektronene.

eksempler

Oksygen

Det nøytrale oksygenatom har 8 protoner og 8 elektroner. Når den får to elektroner, danner den det som er kjent som en oksidanion, O ^2- . I den dominerer negative ladninger, med et overskudd på to elektroner (8p <10e).

Nøytrale oksygenatomer har en høy tendens til å reagere og binde seg selv for å danne O ₂ . Det er av denne grunn at det ikke er noen "løse" O-atomer der ute på egenhånd og uten å reagere med noe. Alle kjente reaksjoner for denne gassen tilskrives molekylært oksygen, O ₂ .

Kobber

Kobber har 29 protoner og 29 elektroner (i tillegg til nøytroner). I motsetning til oksygen, kan dens nøytrale atomer finnes i naturen på grunn av dens metalliske binding og relative stabilitet.

Som natrium, har den en tendens til å miste elektroner i stedet for å få dem. Gitt den elektroniske konfigurasjonen og for andre aspekter, kan den miste en eller to elektroner og bli til kobberkationer , henholdsvis Cu ⁺ eller cupric, Cu ²⁺ .

Cu ⁺ kation har en mindre elektron (29p <28e), og Cu ²⁺ har mistet to elektroner (29p <27e).

Edelgasser

Edelgassene (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn), er et av få elementer som finnes i form av deres nøytrale atomer. Deres atomnummer er henholdsvis 2, 10, 18, 36, 54 og 86. De vinner ikke eller mister elektroner; selv om xenon, Xe, kan danne forbindelser med fluor og miste elektroner.

Metalllegeringer

Metaller hvis de er beskyttet mot korrosjon kan holde atomene nøytrale, forbundet med metalliske bindinger. I legeringer, faste løsninger av metaller, forblir atomene (for det meste) nøytrale. I messing er det for eksempel nøytrale atomer fra Cu og Zn.

referanser

1. Jetser Carasco. (2016). Hva er et nøytralt atom? Gjenopprettet fra: introduksjon til physics.com
2. Markeringer, Samuel. (25. april 2017). Eksempler på ikke-nøytrale. Sciencing. Gjenopprettet fra: sciencing.com
3. Chem4kids. (2018). Ser på Ions. Gjenopprettet fra: chem4kids.com
4. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi. (8. utg.). CENGAGE Læring.
5. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.